ES2683011B1 - Motor de combustión interna, con dos cigüeñales unidos, y varios cilindros, y procedimiento de funcionamiento - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Motor de combustión interna, con dos cigüeñales unidos, y varios cilindros, y procedimiento de funcionamiento.

Sector de la técnica

La presente invención pertenece al sector de motores de combustión y, más concretamente, a motores de combustión interna.

Las ventajas principales de la presente invención son las de un motor de combustión interna con un nuevo sistema de funcionamiento que, con relación a los motores convencionales que se conocen, reduce el tamaño, aumenta la potencia, tiene un funcionamiento más suave con menos ruidos y vibraciones, realiza una combustión más completa y, por ello, consume y contamina menos, además de tener otras ventajas como veremos más adelante.

Antecedentes de la invención

En la actualidad conocemos diversos tipos de motores de combustión interna que podemos dividir en dos grupos: motores de cuatro tiempos y motores de dos tiempos. Cualquiera de ellos puede tener uno o varios cilindros que pueden estar dispuestos en línea, en forma de V, en estrella, de forma opuesta, o en forma de W.

Dentro de los motores de cuatro tiempos existe otro tipo de motor que no tiene cilindros. Es el motor rotativo tipo Wankel, en el que se han sustituido los cilindros por un rotor y un estator con un diseño especial que hacen las veces de cámara de combustión, pero que tienen los mismos ciclos de funcionamiento que los motores de cuatro tiempos.

El funcionamiento del motor de cuatro tiempos es el siguiente:

Primer tiempo, Admisión: El pistón esta en el punto muerto superior (PMS), la válvula de admisión se abre y el pistón baja hasta el punto muerto inferior (PMI), el cilindro se llena de aire y la válvula de admisión se cierra.

Segúndo tiempo, Compresión: Todas las válvulas están cerradas y el pistón sube hasta el punto muerto superior comprimiendo el aire.

Tercer tiempo, Explosión: Las válvulas permanecen cerradas, el pistón empieza a descender, se inyecta el combustible y salta una chispa que le inflama y empuja al pistón hacia abajo hasta el punto muerto inferior.

Cuarto tiempo, Escape: El pistón empieza a ascender, la válvula de escape se abre, el pistón sube hasta el punto muerto superior expulsando los gases quemados, se cierra la válvula de escape y empieza un nuevo ciclo.

Los motores descritos de cuatro tiempos se conocen como motores de ciclo Otto. Existen otros motores de cuatro tiempos denominados de ciclo Miller, pero éstos solo varían de los anteriores en la regulación de los tiempos de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape que, a su vez, ayudados por un compresor en la admisión consiguen un mejor llenado de aire en los cilindros.

Todos los pistones van unidos al cigüeñal con una biela, que transmite a éste, la fuerza recibida por el pistón en el ciclo de explosión, haciéndole girár y transformando el movimiento rectilíneo del pistón en movimiento rotatorio del cigüeñal.

El cigüeñal recibe de cada uno de los pistones un solo empuje por cada dos vueltas de giro.

Durante el primer tiempo de admisión, en algunos motores, el llenado del/de los cilindros se realiza con una mezcla de aire y combustible, tal es el caso de los motores dotados de carburador, mientras que en otros el llenado es solamente de aire, inyectándose el combustible pulverizado en el punto muerto superior del pistón.

En los motores diésel, se reduce la cámara de compresión, aumentando la relación de compresión, con el fin de que, al comprimir más el aire, se alcancen unas temperaturas muy altas que permitan que, cuando se inyecte el combustible (gas oil) pulverizado, se produzca la combustión sin necesidad de chispa.

El motor de dos tiempos, también denominado motor de ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, explosión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Este tipo de motor, a igualdad de cilindrada, genera más potencia que uno de cuatro tiempos pero tiene un mayor consumo de combustible. No tiene cárter de almacenamiento de aceite lubricante, el aceite se agrega directamente junto con el combustible para poder lubrificar las piezas móviles, resultando una combustión más incompleta y una mayor contaminación. Existe en ciclo Otto y en ciclo diésel.

En el motor de cuatro tiempos, el cambio de gases es dirigido por válvulas. No así, en el motor de dos tiempos, en el que ese cambio se dirige mediante el pistón, que descubre o tapa una lumbrera conectada con el cárter, que es por donde se realiza la admisión; y otra conectada con el exterior, por donde se lleva a cabo el escape. Estas lumbreras están situadas, aproximadamente, en el punto medio del recorrido del pistón.

1er tiempo, Compresión y Admisión: El pistón ascendente comprime la mezcla de combustible y aceite en el cilindro y, simultáneamente, crea un vacío en el cárter. Al final de la carrera del pistón, queda libre la lumbrera de admisión permitiendo la entrada de la mezcla carburada.

2o tiempo, Explosión y Escape: Mediante una chispa provocada por la bujía se incendia la mezcla comprimida, creando una explosión que empuja el pistón hacia abajo. En el cárter la mezcla es precomprimida por el pistón descendente. En el momento preciso, de su movimiento descendente, el pistón deja libre el canal de escape, o lumbrera de escape, produciéndose la salida de gases de escape y poco después queda libre la lumbrera de carga que conecta el cárter con el cilindro, por lo que la mezcla precomprimida pasa por ésta llenando el cilindro y expulsando los últimos restos de los gases de escape, quedando preparado el cilindro para un nuevo ciclo.

El pistón es empujado hacia abajo por la presión de la combustión y éste a través de la biela transmite esa potencia al cigüeñal haciéndole girár.

En este movimiento descendente del pistón, la presión de la combustión no dura todo el recorrido del mismo, sino solamente hasta que el pistón descubre la lumbrera de escape, que suele estar situada a la mitad del recorrido descendente, por lo que la potencia transmitida al cigüeñal es solamente la conseguida hasta ese punto, o sea, hasta la mitad del recorrido del pistón.

Este tipo de motores tiene el inconveniente de una combustión incompleta, un barrido de gases deficiente, una lubricación de piezas a través del aceite mezclado con el combustible, etc.

Explicación de la invención

El motor de combustión interna, con dos cigüeñales y con varios cilindros en un mismo bloque motor, en el que en unos cilindros se realiza un ciclo completo, en cada uno de ellos, por cada vuelta de su cigüeñal, y en otro, u otros cilindros tiene lugar la admisión y la transmisión de la compresión para todos los cilindros que realizan el ciclo completo, objeto de la presente invención, comprende un nuevo modelo de motor, compuesto por dos grupos de cilindros alojados en un mismo bloque motor. En un grupo se produce la admisión-compresión, la combustión y el escape, que llamaremos grupo de potencia, y en el otro, que gira a mayor velocidad, se realiza la admisión y la transmisión de la compresión para todos los cilindros del grupo de potencia; a éste le llamaremos grupo de alimentación. Cada uno de estos grupos tiene su cigüeñal. El grupo de potencia puede estar formado por dos, tres, cuatro o más cilindros, y el grupo de alimentación puede estar formado por un solo cilindro o por varios. Cada uno de estos grupos tiene sus pistones, uno por cada cilindro, con sus segmentos de cierre y engrase necesarios. Los pistones van unidos, por medio de una biela, a la muñequilla del cigüeñal correspondiente.

El cigüeñal del grupo de alimentación va unido al cigüeñal del grupo de potencia mediante engranajes del tipo multiplicador-reductor planetario, con lo que se consigue que la velocidad de uno sea distinta a la del otro.

El número de revoluciones del cigüeñal del grupo de alimentación es igual al número de revoluciones del cigüeñal del grupo de potencia multiplicado por el número de cilindros de este grupo, y dividido por el número de cilindros del grupo de alimentación. En el caso de un motor de 4 cilindros en el que tres de ellos forman el grupo de potencia y uno el grupo de alimentación, el cigüeñal del pistón de alimentación girará al triple de velocidad que el cigüeñal del grupo de potencia, (1x3/1=3).

El pistón del grupo de alimentación sube y baja tres veces en su cilindro, mientras que cada uno de los pistones del grupo de potencia lo hace una sola vez. Por tanto, el pistón de alimentación efectúa la admisión y la compresión para suministrar a los tres pistones del grupo de potencia.

En cada uno de los cilindros que forman el grupo de potencia, se realizan un ciclo completo, por cada vuelta de su cigüeñal.

Tomando un motor de cuatro cilindros como ejemplo (3 en el grupo de potencia y 1 en el grupo de alimentación), en cada uno de los cilindros que componen el grupo de potencia, se produce una explosión por cada vuelta de su cigüeñal. Cada explosión tiene una duración equivalente al giro de 140° de su cigüeñal por lo que se solapan unas explosiones con otras, dando lugar a una combustión continua durante todas, y cada una, de las vueltas de rotación de su cigüeñal. Esto supone una gran suavidad en su funcionamiento y la inexistencia de vibraciones.

El número, diámetro y la carrera de los pistones, tanto del grupo de potencia como el/los del grupo de alimentación serán, los que se consideren más idóneos, en función de la potencia, diseño, etc., del motor. Todos los pistones del grupo de potencia serán iguales entre sí, con las mismas dimensiones y la misma carrera. El pistón del grupo de alimentación puede ser del mismo tamaño y la misma carrera que los de cada uno del grupo de potencia, o puede ser distinto de éstos en cuanto a tamaño, carrera y diseño. Si el grupo de alimentación tuviera más de un pistón, éstos serán iguales entre sí, pero pueden ser iguales o distintos a los del grupo de potencia.

Las muñequillas del cigüeñal del grupo de potencia van dispuestas a una distancia, unas de otras, correspondiente a los grados que resultan de dividir los 360 grados, de una vuelta completa, entre el número de cilindros que tiene este grupo. De manera que, en un motor que tenga 3 cilindros en el grupo de potencia, las muñequillas de su cigüeñal irían dispuestas a 120° unas de otras (360/3=120).

En los motores que tengan entre 2 y 5 cilindros en el grupo de potencia, el grupo de alimentación solo tendrá 1 cilindro con su pistón correspondiente unido mediante la biela a su cigüeñal, que solo tiene una muñequilla.

Los dos grupos de cilindros van cerrados en su parte superior por la culata, que puede ser única para ambos grupos o tener más de una.

La culata está dotada de salidas y conductos necesarios para que, a través de colectores externos, se transfiera la compresión desde el cilindro de alimentación a cada uno de los cilindros de potencia. Otro conducto de la culata comunica el cilindro de alimentación con el exterior, que es por donde se realiza la admisión, directamente, o a través de un turbocompresor; y un tercer conducto comunica cada uno de los cilindros de potencia con el exterior, que es por donde se realiza el escape, bien directamente, o a través del turbocompresor. Todos ellos con sus correspondientes válvulas, alojadas en la culata, y diseñadas para el mejor funcionamiento.

En la culata irá instalada la bomba de refrigeración que, como es natural, también está dotada de los correspondientes huecos para el alojamiento del líquido refrigerante, así como de los conductos necesarios para la circulación del aceite de engrase y para la comunicación de estos líquidos con el bloque motor.

Todo ello sin perjuicio de cualquier modificación posterior que aconseje la práctica.

La apertura y cierre de todas las válvulas están gobernados por el árbol de levas con sus correspondientes accesorios.

El árbol de levas puede ir montado sobre la culata o en el propio bloque-motor, y gobernará tanto las válvulas de los cilindros del grupo de potencia como las del grupo de alimentación. La parte trasera del motor será la parte del bloque motor donde va montado el cigüeñal del grupo de potencia, que es donde irá instalado el volante de inercia con el engranaje para el motor de arranque y el embrague para la salida de potencia a la caja de cambios. La parte delantera del motor será la parte del bloque motor donde va montado el cigüeñal de alimentación, que es donde irá instalada toda la distribución.

La parte inferior del bloque motor va cerrada por el cárter de aceite correspondiente que, también, es único para los dos grupos.

El cilindro de alimentación podrá ir sobrealimentado mediante un turbo-compresor, esto nos permite regular una compresión más alta, así como mejorar el barrido de gases. Las dimensiones de válvulas, así como el momento de su apertura y cierre se regularán según aconseje la práctica, para su mejor funcionamiento.

Igualmente el calado de los dos cigüeñales, mediante sus engranajes, se realizará como se considere más idóneo, con el fin de dar más o menos tiempo al llenado del cilindro que recibe la compresión, permitiendo regular, también, el inicio de la combustión.

En cuanto al sistema de inyección de combustible, así como el sistema de encendido, se realizará por los medios que se consideren más apropiados para su mejor funcionamiento. Los engrases se realizarán mediante bomba a presión o cualquier otro medio conocido. Como es natural, la realización práctica del motor descrito, obliga a aplicar cojinetes, juntas, transmisiones, soportes y demás elementos mecánicos de tipo convencional, que quedan fuera, por conocidos, de esta documentación.

La forma, dimensiones y materiales, podrán ser variables y en general cuanto sea accesorio o secundario, siempre que no altere, cambie o modifique la esencialidad del motor que se describe.

Este tipo de motores, por la colocación de los cilindros, puede fabricarse como motores en línea, en V, en estrella, en W, o cualquier otra forma que aconseje la práctica.

La composición de estos motores es la siguiente: Para los motores que tengan entre 2 y 5 cilindros en el grupo de potencia, el grupo de alimentación tendrá un solo cilindro. Los motores de 6 o más cilindros en el grupo de potencia, estarán constituidos por la suma de dos o más módulos de la composición anterior. Por ejemplo para construir un motor con 6 cilindros en el grupo de potencia, tomamos el módulo de 3+1 y lo duplicamos, o sea 6+2, (seis cilindros de potencia y dos de alimentación), y así sucesivamente. Estos pueden ir montados en línea (6+2, 9+3, etc.), en V (dos grupos de 3+1, dos grupos de 6+2, etc.), en estrella, etc.

Ventajas:

Mayor potencia. En este tipo de motores se realiza una explosión, en cada uno de los cilindros de potencia, por cada vuelta del cigüeñal (el doble que en un motor convencional) aprovechando todo el empuje de la explosión en todo el recorrido descendente del pistón.

Menor tamaño. Este motor de 4 cilindros (3 en el grupo de potencia y 1 en el grupo de alimentación) es el equivalente a un motor convencional, de cuatro tiempos, con 6 cilindros. Potencia adicional, reducción del freno motor. El pistón de alimentación realiza la compresión sobre la cara del pistón del grupo de potencia correspondiente, éste la recibe en su movimiento descendente desde el PMS por lo que dicho empuje se suma a la potencia del motor. En un motor convencional la compresión del cilindro es mayor y se realiza sobre la culata lo que supone una reducción de potencia por freno motor.

Eliminación de riesgo de autoencendido de combustible. Al no tener la relación de compresión tan alta se elimina la posibilidad de detonación de la combustión por autoencendido del combustible.

Menor ruido, vibraciones y contaminación: En estos motores, la relación de compresión aumenta de forma progresiva hasta el punto exacto en el que se produce la explosión en el cilindro de potencia, unos 40° de rotación del cigüeñal después del PMS; en ese punto la posición de la muñequilla del cigüeñal es la más idónea para el mejor rendimiento del motor, por lo que se eliminan ruidos, vibraciones, el posible picado de bielas, se mejora la combustión y se disminuye la contaminación. En un motor convencional el punto más alto de la relación de compresión tiene lugar en el PMS, pero la explosión se realiza después de unos 40° de rotación del cigüeñal, cuando el pistón está descendiendo y la muñequilla del cigüeñal tiene un ángulo suficiente para que éste siga girando. Esto supone que, para obtener la compresión idónea en el momento de la explosión, en los motores convencionales, hay que elevar la relación de compresión máxima, que se produce en el PMS, para que después, en el movimiento descendente del pistón, donde tiene lugar la explosión, exista la requerida para el mejor funcionamiento. Esto somete a las piezas del motor a un sobreesfuerzo y constituye una disminución de potencia por freno motor.

La combustión, en un motor de tres cilindros en el grupo de potencia, es continua, ya que, en cada cilindro, se realiza una explosión durante más de 140° de rotación del cigüeñal, por cada vuelta de éste, por lo que las explosiones se solapan una con otra.

Como la retención por freno motor es mínima, a los vehículos dotados con estos motores, se les puede proveer de un generador-acumulador de potencia que actúe como freno motor, utilizándolo cuando se requiera, con la ventaja de que la energía acumulada pueda ser utilizada, en los momentos en que se necesite, como un suplemento de potencia del motor. Especialmente útil para vehículos híbridos.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática de la realización preferente del motor de combustión interna de vahos cilindros, en el que unos realizan la explosión y el escape (grupo de potencia) y otro, u otros, cilindros, realizan la admisión y la compresión (grupo de alimentación), objeto de la invención. Para la descripción de los dibujos, así como para la realización preferente de la invención se ha tomado como ejemplo un motor de cuatro cilindros (3 en el grupo de potencia y 1 en el grupo de alimentación). En esta figura se puede apreciar, dentro del mismo bloque motor, el grupo de potencia (1), que consta de 3 cilindros (A,B,C), con sus tres pistones (AP,BP,CP) y su correspondiente cigüeñal (2); el grupo de alimentación (3), con un solo cilindro (D), con su pistón correspondiente (DA) y su cigüeñal (4), los piñones de unión entre ambos cigüeñales, del tipo multiplicador- reductor planetario (5),con su sección, la culata (6) que cierra los cilindros de ambos grupos, el colector de transmisión de compresión (7), colector de escape (8), turbocompresor (9), piñón de distribución (10), volante de inercia con engranajes para motor de arranque (11) y embrague (12).

La figura 2 muestra un diagrama de los tiempos que realiza cada cilindro de potencia, con indicación de los desplazamientos del pistón en relación a los grados de giro de la muñequilla de su cigüeñal. En ella se puede apreciar que el tiempo de admisión-compresión es de 53° de giro del cigüeñal, se inicia 13° antes del punto muerto superior (PMS) y termina 40° después del PMS. A continuación se inicia la explosión, que tiene lugar durante 140° de rotación de su cigüeñal, desde 40° después del PMS hasta el punto muerto inferior (PMI). Y, por último, el escape que se realiza durante 167° de giro del cigüeñal, desde el PMI hasta 13° antes del PMS.

El desplazamiento que realiza el pistón, desde los 13° antes del PMS hasta el PMS, es mínimo, por tanto, no afecta a la recepción de la compresión, que termina a los 40° después del PMS, que es cuando la posición de la muñequilla del cigüeñal está en su momento perfecto para que se produzca la explosión.

La figura 3 muestra un diagrama de los tiempos que se realizan en el cilindro de alimentación, con indicación de los desplazamientos del pistón con relación a los grados de giro de la muñequilla de su cigüeñal. El tiempo de admisión se produce durante 201° de giro de su cigüeñal, (desde el PMS hasta 21° después del PMI). Aunque en estos últimos 21° el pistón empieza a subir con un desplazamiento mínimo, como puede observarse en la figura, el aire de admisión sigue entrando en el cilindro por la inercia de la velocidad que trae, máxime, si además viene impulsado por un turbocompresor, facilitando así un mejor barrido de gases y llenado del cilindro. El tiempo de transmisión de la compresión es de 159° de rotación del cigüeñal de alimentación, lo que supone un recorrido de 53° en el cigüeñal de potencia (éste gira a 1/3 de velocidad del pistón de alimentación). Estos 53° de giro del cigüeñal de potencia es el recorrido que hace el 5 pistón de potencia, desde los 13° antes de su PMS hasta los 40° después del PMS que es donde se realiza la explosión.

Las figuras del 4.1 al 4.7, muestran un esquema del recorrido de cada uno de los pistones del grupo de potencia, por cada media vuelta de giro del cigüeñal del grupo de alimentación, iniciando su recorrido desde su PMS del pistón de alimentación.

El calado (la unión) de los cigüeñales se ha realizado con 60° de avance del cigüeñal del grupo de alimentación con respecto al del grupo de potencia. Considerando el calado de cigüeñales a 0o cuando el pistón del grupo de alimentación está en el PMI y el pistón de potencia que va a recibir la compresión está en el PMS.

La figura 5 representa un esquema del empuje que realizan los 3 pistones de potencia, en su fase de explosión, tomando como ejemplo un motor de 3 cilindros en el grupo de potencia y un cilindro en el grupo de alimentación. En el mismo, se puede apreciar que los tiempos de explosión de cada uno de sus tres cilindros tienen lugar durante 140° de rotación de su cigüeñal, por lo que se solapan unos con otros durante 20°. Esto supone un empuje continuo, de los pistones, durante los 360° de cada vuelta de su cigüeñal.

Realización preferente de la invención

A la vista de las mencionadas figuras, se ha tomado como ejemplo un motor de tres cilindros en el grupo de potencia y un cilindro en el grupo de alimentación y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación:

En la figura 1 se muestran, dentro de un mismo bloque motor, el grupo de potencia (1), con tres cilindros (A, B, C), y sus tres pistones (AP, BP, CP); y el grupo de alimentación 30 (3), con un solo cilindro (D) con su pistón (DA); el cigüeñal del grupo de potencia (2); el cigüeñal del grupo de alimentación (4); la unión de ambos cigüeñales mediante los engranajes planetarios (5) -esta unión permite que el cigüeñal del grupo de alimentación gire a una velocidad triple a la velocidad de giro del cigüeñal del grupo de potencia- y la culata (6), que puede ser única para todos los cilindros o más de una.

El calado (la unión) de los dos cigüeñales se ha efectuado con 60° de avance del cigüeñal del grupo de alimentación sobre el cigüeñal del grupo de potencia. Estos 60° suponen que, cuando la muñequilla del cigüeñal de alimentación esté a 21° después del PMI, la muñequilla del cigüeñal de potencia, del cilindro que va a recibir la compresión, se encuentre a 13° antes del PMS. Como el cigüeñal del grupo de potencia gira a 1/3 de la velocidad del de alimentación, estos 13° suponen 39° de giro del cigüeñal de alimentación que, sumados a los 21° que tiene pasados de su PMI, da como resultado 60° de adelanto.

En las figuras 4-1 a 4-7 se muestra el esquema de un ciclo completo, que corresponde a tres vueltas del cigüeñal de alimentación y una del cigüeñal de potencia. En estas figuras se pueden apreciar la fase en que se encuentran cada uno de los cilindros por cada media vuelta que realiza el cigüeñal del grupo de alimentación.

La posición de los pistones se indica tomando como referencia los grados de giro de la muñequilla correspondiente de su cigüeñal con relación al PMS y al PMI.

El funcionamiento es el siguiente:

En la figura 4-1 se observa la posición de los cuatro pistones (tres del grupo de potencia, numerados como AP-BP-CP, y uno del grupo de alimentación, numerado como DA), en ella podemos observar que el pistón DA se encuentra en el PMS, el AP está a 80° antes del PMS, el BP está a 40° después del PMS y el CP a 160° después del PMS. Las muñequillas del cigüeñal de los tres pistones del grupo de potencia se encuentran a 120° una de otra sucesivamente.

En la figura 4-2 el cigüeñal del grupo de alimentación ha girado 201°. El pistón de alimentación (DA) ha realizado la admisión, en ese momento se abre la válvula de transmisión de compresión del cilindro A, cuyo pistón se que se encuentra a 13° antes del PMS, y empieza a recibir la compresión del pistón (DA). El pistón BP se encuentra a 107° del PMS (120° del AP) efectuando su fase de explosión. El pistón CP se encuentra a 227o después del PMS (a 120° del BP) efectuando su fase de escape una vez superado el PMI.

En la figura 4-3 el cigüeñal de alimentación ha girado 159°. El pistón de alimentación (DA) ha realizado la compresión en el cilindro (A) y se encuentra en el PMS, se cierra la válvula de transmisión de potencia, y empieza a abrirse la de admisión. El pistón de potencia (AP), durante la recepción de la compresión, ha recorrido 53°, desde su posición anterior, encontrándose a 40° después del PMS, en ese punto se cierran las válvulas de este cilindro y se inicia la explosión. El pistón BP se encuentra a 160° del PMS en su fase de explosión. El pistón CP se encuentra a 280° después del PMS, en su fase ascendente efectuando el escape.

En la figura 4-4 el cigüeñal de alimentación ha girado 201°. El pistón de alimentación (DA) ha bajado al PMI y empieza a subir. Ha realizado la admisión. En ese momento, se abre la válvula de transmisión de compresión del cilindro © y su pistón CP, que se encuentra a 13° antes del PMS, empieza a recibir la compresión del cilindro (D) con el movimiento ascendente de su pistón (DA). El pistón (AP) se encuentra a 107° del PMS efectuando su fase de explosión. El pistón (BP) se encuentra a 227° después del PMS efectuando su fase de escape, una vez superado el PMI.

En la figura 4-5 el cigüeñal de alimentación ha girado 159°. El pistón de alimentación (DA) ha realizado la compresión en el cilindro © y se encuentra en el PMS. Se cierra la válvula de transmisión de potencia y empieza a abrirse la de admisión. El pistón de potencia (CP), durante la recepción de la compresión, ha recorrido 53° desde su posición anterior, encontrándose a 40° después del PMS. En ese punto se cierran las válvulas de este cilindro y se inicia la explosión. El pistón (AP) se encuentra a 160° del PMS en su fase de explosión. El pistón (BP) se encuentra a 280° después del PMS, en su fase ascendente, efectuando el escape.

En la figura 4-6 el cigüeñal de alimentación ha girado 201°. El pistón de alimentación (DA) ha bajado al PMI y empieza a subir. Ha realizado la admisión. En ese momento, se abre 20 la válvula de transmisión de compresión del cilindro (B), cuyo pistón (BP) se encuentra a 13° antes del PMS, y empieza a recibir la compresión del cilindro (D). El pistón (CP) se encuentra a 107° del PMS efectuando su fase de explosión. El pistón (AP) se encuentra a 227o después del PMS efectuando su fase de escape, una vez superado el PMI.

En la figura 4-7, el cigüeñal de alimentación ha girado 159°. El pistón de alimentación (DA) ha realizado la compresión en el cilindro (B) y su pistón (BP) se encuentra en el PMS, se cierra la válvula de transmisión de potencia y empieza a abrirse la de admisión. El pistón de potencia (BP), durante la recepción de la compresión, ha recorrido 53°, desde su posición anterior, encontrándose a 40° después del PMS. En ese punto se cierran las válvulas de este cilindro y se inicia la explosión. El pistón (CP) se encuentra a 160° del PMS en su fase de explosión. El pistón (AP) se encuentra a 280° después del PMS, en su fase ascendente, efectuando el escape.

En este punto, todos los pistones vuelven a su posición inicial terminando, así, un ciclo completo del funcionamiento de este motor, y empezando un nuevo ciclo.

Durante este ciclo completo se han realizado 3 vueltas del cigüeñal de alimentación y una vuelta del cigüeñal de potencia y se han efectuado 3 explosiones completas, una por cada cilindro de potencia.

El cigüeñal de potencia de este motor recibe, durante los 360° de rotación, un empuje continuo, ya que en cada vuelta recibe la explosión de cada uno de los 3 cilindros que dura más de 120° en cada uno de ellos, según se indica en la figura 5. De ello resulta un funcionamiento continuo, suave y uniforme.

Los sistemas de, inyección de combustible, el de encendido, el de refrigeración, así como el de engrase, se realizarán por cualquier forma conocida que se considere más idónea. Así mismo, y como es natural, la realización práctica del motor descrito, obliga a utilizar cojinetes, juntas, transmisiones, soportes y demás elementos mecánicos de tipo convencional, que quedan fuera, por conocidos, de esta documentación.

La forma dimensiones y materiales y, en general cuanto sea accesorio o secundario, podrán ser variables, siempre que no altere, cambie o modifique la esencialidad del motor que se describe.

Todo ello sin perjuicio de cualquier modificación posterior que aconseje la práctica.

El inventor se reserva el derecho de prioridad y obtención de los oportunos certificados de adición complementarios, por las mejoras o perfeccionamientos que en lo sucesivo pudiera aconsejar la práctica.

Los términos en que queda redactada esta memoria, son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar con carácter amplio y nunca de forma limitativa.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Motor de combustión interna, con dos cigüeñales y con varios cilindros en un mismo bloque motor, en el que en unos cilindros se realiza un ciclo completo, en cada uno de ellos, por cada vuelta de su cigüeñal, y en otro, u otros cilindros tiene lugar la admisión y la transmisión de la compresión para todos los cilindros que realizan el ciclo completo, caracterizado porque comprende:

- Dos grupos de cilindros dentro de un mismo bloque motor. El grupo de potencia, formado por varios cilindros, y el grupo de alimentación que, para motores de 6 o menos cilindros, constara de un solo cilindro. Cada uno de estos grupos tiene sus pistones, uno por cada cilindro, con sus correspondientes segmentos. Los pistones van unidos, por medio de una biela, a la muñequilla del cigüeñal correspondiente. El grupo de potencia efectúa una explosión, en cada uno de sus cilindros, por cada vuelta de su cigüeñal. El grupo de alimentación realiza la admisión y transmite la compresión a todos y cada uno de los cilindros del grupo de potencia. La admisión puede realizarse de forma atmosférica o ir sobrealimentada mediante un turbo-compresor.

- Dos cigüeñales, uno para el grupo de potencia y otro para el grupo de alimentación, que van unidos mediante un sistema de engranajes del tipo multiplicador-reductor planetario, con lo que se consigue que la velocidad de uno sea distinta a la del otro. El cigüeñal del grupo de alimentación, en su parte delantera, que se corresponde con la parte delantera del motor, llevara alojado el piñón para la distribución. En la parte trasera del cigüeñal de potencia, que se corresponde con la parte trasera del motor, irá instalado el volante de inercia, con su correspondiente corona dentada, para el motor de arranque; y, acoplado a este, irá el embrague, a través del cual se transmite la potencia a la caja de cambios. El calado de los dos cigüeñales puede variarse a través de sus engranajes, con el fin de dar más o menos tiempo al momento de llenado del cilindro que recibe la compresión, regulando, así mismo, el inicio de la combustión.

- La culata, que puede ser única, o tener varias. Esta cierra a los dos grupos de cilindros por su parte superior y está dotada de salidas y conductos necesarios para que, a través de colectores externos, se transfiera la compresión desde el cilindro de alimentación a cada uno de los cilindros de potencia. Otro conducto de la culata comunica el cilindro de alimentación con el exterior, que es por donde se realiza la admisión, impulsada, opcionalmente, por un turbocompresor; y un tercer conducto comunica cada uno de los cilindros de potencia con el exterior, que es por donde se realiza el escape, de forma libre o a través del turbocompresor. Todos ellos con sus correspondientes válvulas y accesorios. En la culata, también, Irá instalada la bomba de refrigeración y estará dotada de los huecos correspondientes para el alojamiento, circulación y comunicación con el bloque motor, tanto del líquido refrigerante, como del aceite de engrase.

- El árbol de levas, conectado a la distribución, es el encargado de gobernar la apertura y cierre de válvulas en el momento adecuado. Así mismo, estará conectado con la distribución, con el sistema de inyección de combustible y con el de encendido.

- El cárter cierra el conjunto bloque motor por su parte inferior y, a su vez, sirve de depósito para el aceite de engrase.

2. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque, para motores que tengan de dos a cinco cilindros en el grupo de potencia, el grupo de alimentación solo tendrá un cilindro con su pistón correspondiente, unido mediante una biela a la muñequilla (que será única) de su cigüeñal.

Los motores de más de seis cilindros en total estarán formados por un número de cilindros resultante de tomar una de las combinaciones anteriores y duplicarla, triplicarla, teniendo en cuenta que el bloque motor es el mismo para todos, y que cada uno de los cigüeñales es común para todos los cilindros de cada grupo.

3. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque las muñequillas del cigüeñal del grupo de potencia van dispuestas unas de otras a una distancia resultante de dividir 360° por el numero de cilindros que tiene ese grupo.

4. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque, el cigüeñal del grupo de alimentación va unido al cigüeñal del grupo de potencia mediante engranajes del tipo multiplicador-reductor planetario.

5. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4 caracterizado porque el numero de revoluciones del cigüeñal del grupo de alimentación es igual al número de revoluciones del cigüeñal del grupo de potencia multiplicado por el numero de cilindros que tiene este grupo y dividido por el numero de cilindros que tiene el grupo de alimentación.

6. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque todos los pistones del grupo de potencia serán iguales, con las mismas dimensiones y la misma carrera. El pistón del grupo de alimentación puede ser igual o distinto a cada uno de los del grupo de potencia, en cuanto a tamaño, carrera y diseño. Si el grupo de alimentación tuviera más de un pistón, estos serán iguales entre sí, pero pueden ser iguales o distintos a los del grupo de potencia.

7. Motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque, según la colocación de los cilindros, estos motores, pueden ir montados en línea, en V, en estrella, o en W.

8. Procedimiento para la puesta en marcha del motor de combustión interna (1) según reivindicaciones anteriores caracterizado porque, en cada uno de los cilindros que componen el grupo de potencia, se realiza una explosión por cada vuelta de su cigüeñal y, el empuje que resulta de esta explosión la recibe el pistón durante todo su movimiento descendente.

9. Procedimiento para la puesta en marcha del motor de combustión interna (1) según reivindicaciones anteriores caracterizado porque, en el/los cilindro/s del grupo de alimentación se realiza la admisión y se transmite la compresión a todos y cada uno de los cilindros del grupo de potencia.