MXPA03002026A - Sistma de enfriamiento mejorado para motor de valvula giratoria. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de enfriamiento mejorado para un motor de combustión interna del tipo que utiliza un ensamble de válvula giratoria esférica, en donde el ensamble de válvula giratoria esférica comprende una cabeza de cilindro de dos piezas removibles que se puede asegurar al motor de combustión interna, dicha cabeza de cilindro de dos piezas removibles que comprende una sección de cabeza de cilindro superior e inferior de manera que cuando se aseguran al motor de combustión interna definen cavidades, las cavidades para la recepción de una pluralidad de válvulas de admisión giratorias esféricas alineadas y una pluralidad de válvulas de escape giratorias esféricas alineadas en comunicación con un cilindro;las válvulas de admisión y de escape giratorias esféricas montadas sobre medios de eje giratorio soportados de manera giratoria sobre superficies de rodamiento dentro de la cabeza de cilindro de dos piezas y alineadas con los cilindros de dicho motor de combustión interna, la mejora que comprende:formar los medios de eje con un orificio de paso longitudinal para el paso de refrigerante a través del mismo y extender dichos medios de eje de manera externa desde dicha cabeza de cilindrote dos piezas en ambos extremos y terminar cada extremo de los medios de eje en un miembro de unión asegurado al exterior de la cabeza de cilindro de dos piezas, el miembro de unión que define una cámara de depósito, dicha cámara de depósito en comunicación con un conducto en comunicación con un sistema de enfriamiento a fin de permitir la introducción del refrigerante hacia la cámara de depósito y dentro del orificio de paso de dichos medios de eje en un primer extremo de los medios de eje y un conducto en comunicación con la cámara de depósito de un miembro de unión en dicho segundo extremo de los medios de eje para dirigir el refrigerante en alejamiento de los medios de eje hacia el sistema de enfriamiento;los medios de eje montados en medios de rodamiento y que tienen primeros medios de sellado próximos a la pared exterior de la cabeza de cilindro de dos partes, los medios de eje que tienen segundos medios de sellado colocados dentro de la cámara de depósito del miembro de uni

Description

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO MEJORADO PARA MOTOR DE VÁLVULA GIRATORIA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La invención se refiere a un sistema de enfriamiento mejorado para un motor de combustión interna y de manera particular, a un sistema de enfriamiento mejorado que utiliza válvulas giratorias esféricas. 2. Descripción de la Técnica Anterior El solicitante es el inventor de un ensamble de válvula giratoria novedoso como lo demuestran las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica anteriores del solicitante 4,989,576; 4,953,527; 4,989,558; 4,944,261; 4,976,232; 5,109,814; y 5,361,709 que el solicitante incorpora en la presente. Los sistemas de enfriamiento típicos para los motores de combustión interna involucran la circulación de agua entre un radiador que enfría el agua y el ensamble encamisado del motor y los múltiples en donde el agua se calienta debido a la operación del motor, el agua calentada que es circulada por medio de mangueras hacia el radiador y desde ahí devuelta al motor para enfriamiento adicional. Esta es la forma de enfriamiento en un motor de válvula de vástago y es la forma dé enfriamiento en los motores de combustión interna con válvula giratoria del solicitante. Se sabe que entre más frío pueda operar el motor y, en particular, entre más fría pueda mantenerse la válvula de escape, se producirán menos óxidos nitrosos y otras mezclas relacionadas con el humo a partir de la combustión del combustible en un motor de combustión interna. En un motor de válvula de vástago común, no éxiste una forma económica de enfriar las válvulas ya que son operadas por un eje de levas que opera de manera repetida las válvulas en un movimiento alternante hacia arriba y hacia abajo extendiéndolas dentro de la cámara de combustión. El motor con válvula giratoria esférica del solicitante emplea una válvula de admisión y una válvula de escape que no requieren de un eje de levas, sino que en vez de ello están montadas y giran en su posición respectiva sobre el puerto de entrada y el puerto de salida de un cilindro del motor de combustión interna. Las válvulas de admisión giratorias esféricas y las válvulas de escape giratorias esféricas de la invención del solicitante están montadas sobre un eje en el cual están detenidas de manera que el eje y las válvulas giran al mismo tiempo. Ya que la válvula de admisión giratoria esférica y la válvula de escape giratoria esférica no se mueven en forma recíproca dentro del cilindro, operan a una temperatura más fría que una válvula de vástago normal. Sin embargo, ya que están montadas en un eje cilindrico y están en contacto íntimo con el mismo, existe una mayor oportunidad de reducir la temperatura de las válv/ulas giratorias esféricas durante la operación proporcionando refrigerante a través de un orificio central en el eje durante la operación, cuyo refrigerante circularía con el refrigerante que ya está provisto y circulando en el ensamble encamisado del motor y el múltiple y el radiador.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de enfriamiento novedoso y mejorado para un motor de combustión interna que emplea ensambles de válvula giratoria esférica. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema de enfriamiento novedoso y mejóradó que reduciría las temperaturas de una válvula de admisión giratoria esférica y válvula de escape giratoria esférica durante la operación. Un objeto más de la presente invención es proporcionar un ensamble enfriador novedoso y mejorado el cual reduciría la temperatura de operación de la válvula de admisión giratoria esférica y válvula de escape giratoria esférica y de esta manera reduciría las emisiones desde un motor de combustión interna que emplea la tecnología de ensamble de válvula giratoria esférica. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un ensamble enfriador novedoso para suministrar y remover el agua desde un eje de montaje de un motor con válvula giratoria esférica el cual impide el derrame del refrigerante dentro de la cabeza del motor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un sistema de enfriamiento mejorado para un motor de combustión interna que emplea válvulas de admisión giratorias esféricas y válvulas de escape giratorias esféricas montadas dé manera fija sobre medios de eje giratorio por lo que los medios de eje giratorios están provistos con un orificio de paso longitudinal én contacto sellado con una unión de entrada y una unión de salida del refrigerante a través del eje durante la operación, el refrigerante en comunicación con el depósito de refrigerante del motor de manera que experimentaría el enfriamiento normal en el radiador antes de ser récirculádo hacia el motor, el refrigerante que pasa a través del orificio de paso del eje giratorio proporcionando refrigerante adicional a la válvula de admisión giratoria esférica y válvula de escape giratoria esférica para reducir las temperaturas de operación y las emisiones resultantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estos y otros objetos de la intención se volverán evidentes, en particular cuando se consideren a la luz de las siguientes ilustraciones en las cuales: La figura 1 es una vis a superior de un ensamble de cabeza dividida de cuatro cilindros con la mitad supérior removida que ilustra la colocación de la válvula de admisión giratoria esférica y válvula de escape giratoria esférica; La figura 2 es Una vviistp en sección transversal a lo largo del plano 2-2 de la figura 1; La figura 3 es una visita frontal del miembro de unión para comunicar el refrigerante a eje de montaje de válvula giratoria esférica; La figura 4 es una vista posterior del miembro de unión; La figura 5 es una vista latéral del miembro de unión; La figura 6 es urna viáta despiezada lateral del miembro de unión ; La figura 7 es una vista frontal del interior de la unión; La figura 8 es una vista) recortada lateral del miembro de unión a lo largo del plano 8-8 de la figura 4 que ilustra el miembro de unión asegurado a la cabeza; y La figura 9 es una vist|a despiezada de los medios de sellado que se emplean dentro del milémbro d unión en el eje de montaje de válvula giratoria esférica.

DESCRIPCION DETALLADA DE LOS DIBUJOS La principal diferencia pntre un motor de válvula de vástago y un motor que utiliza válvulas giratorias esféricas es que no se requieren el eje de levas, los balancines, los vástagos de válvula y las válvulas de vástago del motor convencional. El eje sobre el cual están montadas las válvulas giratorias esféricas y las válvulas mismas en esencia forma el eje de levas y el ensamble de válvula como uno solo. Las válvulas están montadas en el eje y detenidas en posición para efectuar la sincronización con respecto a cada admisión, compresión, carrera de trabajo y carrera de éscape de cada cilindro individual. El solicitante no entrará en detallé con respecto al diseño y operación del motor de válvula giratoria esférica, sino que incorpora las patentes antes mencionadas emitidas para el solicitante en esta especificación como se establecen en extensión y detalle. La figura 1 es una vista superior de un ensamble de cuatro cilindros de cabeza dividida, que utiliza válvulas de admisión giratorias esféricas y válvulas de escape giratorias esféricas y la figura 2 es una vista extrema recortada a lo largo del plano 2-2 de la figura' 1, incluyendo la mitad superior de la cabeza dividida. La porción inferior de la cabeza 10 se acoplaría con una porción superior 12 (figura 2) para formar las cavidades dentro de las cuales se asientan y giran las válvulas giratorias esféricas de admisión y de escape. Las válvulas de admisión giratorias esféricas 18 están montadas y detenidas en el eje de admisión 20 con cada válvula de admisión esférica giratoria 18 en comunicación con cavidades laterales 22 y 24 que están en comunicación con el múltiple de admisión 26 y permiten que la mezcla de combustible y aire fluya hacia la válvula y dentro del cilindro 28 cuando la válvula está alineada con el puerto de entrada 30. Las válvulas de escape girátorias esféricas 32 están montadas de manera similar y detenidas sobre un segundo eje, el eje de escape 34 para rotación dentro de su cavidad respectiva 36. Cada válvula de escape giratoria esférica 32 está en comunicación con una cámara de escape 38 y 40 en lados opuestos de la válvula de escape giratoria esférica 32 para ta evacuación de los gases de escape desde el cilindro 28 cuando la válvula de escape está en alineación con el puerto de escape 42. El eje de admisión 20 y él eje dé escape 34 giran sobre las superficies de rodamiento 44. La figura 1 ilustra un motor en el cual las válvulas de admisión y las válvulas de escape están montadas sobre ejes separados. En ciertos diseños las válvulas de admisión y escape se pueden acoplar en el mismo eje. El ensamble enfriador descrito en la presente tendría aplicación para dicho diseño. Los miembros de unión 60 se muestran en la figura 1 sobre el exterior de la cabeza 10 en alineación con los ejes 20 y 34. La figura 2 s una vista recortada á lo largo del plano 2-2 de la figura 1 que ilustra la relación entre la válvula de admisión giratoria esférica y válvula de escape giratoria esférica, la cabeza de cilindro, él pistón y los puertos de entrada y salida. La figura 2 ilustra también el ensamble de cabeza dividida con la mitad superior 12 de la cabeza dividida en posición. En esta configuración se puede ver que el motor tiene una pluralidad de depósitos 50 parea la circulación de refrigerante para enfriar el motor. La mejora del solicitante para esté ensamble de motor es utilizar el eje de admisión 20 y el eje de escape 32 para hacer circular el refrigerante existiendo un orificio de paso 52 y 54 a través de los mismos respectivamente para la circulación adicional del refrigerante. La figura 2 ilustra que la válvula de admisión giratoria esférica 18 y la válvula de escape giratoria esférica 32 están aseguradas al eje de admisión 20 y el eje de éscape 34 de una manera estrecha y están detenidas mediante una cuña 56. La figura 3 es una vista frontal del miembro de unión, la figura 4 es una vista posterior del miembro de unión, la figura 5 es una vista lateral del miembro de unión, la figura 6 es una vista lateral despiezad^ del miembro de unión y la figura 7 es una vista frontal del miembro de unión a lo largo del plano 7-7 de la figura 6. Por lo general, el miembro de unión 60 es de una construcción de dos piezas. Comprende un miembro de caja 62 y un miembro de tapa 64. El miembro de caja 62 está definido por una pared posterior 66 y uná pared lateral periférica 68 la cual en la presente modalidad se muestra en forma de cuadrilátero, aunque el miembro de unión podría formarse de cualquier forma geométrica adecuada. La pared posterior 66 del miembro de caja 62 tiene una pluralidad de patas 70 que se extienden hacia fuera desde la misma. En la presente modalidad, las patas 70 son cuatro y están colocadas en las equinas de la pared posterior 66. El propósito de las patas 70 se describirá de mánera más completa a continuación en la presente. Formada también en la pared posterior 66, está un abertura 72 la cual tiene un reborde anular 74 formado de manera interna alrededor de su circunferencia. Colocados próximos al miembro de caja 60 están los orificios de paso 76. El miembro de tapa 64 es de forma de cuadrilátero y su periferia se amolda a la pared lateral periférica 68 del miembro de caja 62. El miembro de tapa 64 también posee aberturas 80 colocadas próximas a sus esquinas y que se pueden alinear con los orificios de paso 76 en el miembro de caja 62 para acomodar medios de aseguramiento 84. Los medios de aseguramiento 84 aseguran de manera efectiva el miembro de tapa 64 al miembro de caja 62 y el miembro dé ufiión 60 ensamblado a la cabeza de motor. El miembro de tapa 64 tiene formada sobre su cara externa 86 un miembro de boquilla o conducto 88 para la recepción de una manguera en Comunicación con el sistema de enfriamiento del motor. Cuándp el miembro de tapa 64 es asegurado al miembro de caja 62, se define una cámara 90 la cual está en comunicación con la boquilla o conducto 88 y las aberturas 72 en la pared posterior 66 o el miembro de caja 62. La figura 8 es una vista recortada a lo largo del plano 8-8 de la figura 4 que ilustra el interior del miembro de unión 60 cuando está asegurado al bloque de motor y fijado al eje 20 o 34. Se utilizaría el mismo tipo de unión en ambos ejes, tanto para la introducción como para la remoción del refrigerante desde el eje respectivo. Se describirá por lo tanto solamente en una secuencia, que está con la unión introductoria de refrigerante dentro del eje de escape 34. Como se puede ver, el eje de escapé 34 se extiende en longitud para extenderse hacia fuera desde el bloque de cabeza dividida 10 y 12. Sería montado sobre superficies de rodamiento adecuadas con sellos 92. Su extensión terminaría dentro de la cámara 90 del miembro de unión 60 el cual estaría montado al exterior de la cabeza dividida 10 y 12 a través de medios de sujeción 84. La unión 60 definiría una cámara 90 dentro de la cual terminaría el eje dé escape 34. El extremo del eje de escape 34 sería roscado ó adaptado para aceptar una contratuerca u obturador de presión 94 para asegurar un sello cargado a resorte 96 contra una junta elástica 98 en la pared posterior 68 de la unión 60. La pared frontal 64 de la unión 60 tendría un miembro tubular 88 formado en la misma y de manera preferible en alineación con el orificio de paso del eje de escape 34. A este miembro tubular se conectaría un conducto conector adecuado 100 de manera que una manguera se conectaría de forma que el réfrigerante desde el depósito de refrigerante sería dirigido dentro de la cámara 90 y en estado estable, se desplazaría a través del orificio de paso 54 del eje de escape 34 y saldría del orificio de paso del je de escape 34 dentro de una unión idéntica 60 en donde el refrigerante saldría de [a unión por medio dé un miembro tubular 88 y sería recirculado dentro del depositó de refrigerante a través de un conducto conector similar 100 para enfriamiento antes de ser recirculado hacia el motor ya sea hacia el bloque de motor o hacia el eje de escape 3.4 o el eje de admisión 20.

La figura 9 es una vista despiezada de los medios de sellado empleados dentro del miembro dé unión 60. La abertura 72 en la pared posterior 66 del miembro de unión 60 se forma con un reborde rebajado anular 74. Una junta de cerámica 110 es asegurada dentro de un miembro de collarín 112 y ajusta a presión en una abertura 72 de manera que la superficie anular 114 del collarín 112 empalma el reborde anular 74 y la superficie frontal anular 1 i 6 del collarín 112 estaría a nivel con la superficie interna de la pared posterior 66. El eje 34 pasará a través de la junta de cerámica 110 y el collarín 112 dentro de la cámara 90 del miembro de unión 60. Un anillo de presión 118 se deslizaría entonces sobre el éje 34 y se colqcaría en contacto estrecho con la superficie 116 de! collarín 112. A continuación, un resorte helicoidal 120 se deslizaría sobre el eje 34. Finalmente, un segundo miembro de junta elástica 122 y un miembro de tapa 124 se colocarían sobre el eje 34. El miembro de tapa 124, el segundo miembro de junta elástica 122 se ajustarían entonces contra el resorte helicoidal 120 por medio de una contratuerca o tuerca de presión 126 para determinar la presión contra el collarín 112 y la junta de cerámica 110 para efectuar un sello. El eje 34 se sella dentro de la cabeza de motor 10 y 12 por medio de una variedad de sellos contenidos en el mismo a fin de evitar el derrame de cualquier lubricante y evita también el ingreso de agua. El mecanismo de sellado ilustrado en la figura 9 evita que el agua de la cámara 90 se derrame hacia cualesquiera sellos internos en la cabeza de motor. Sin embargo como una característica adicional, las patas 70 sobre la pared posterior 66 colocan el mecanismo de unión alejado del bloque de motor. Por lo tanto en el caso de que falle el sello del miembro de unión, el agua caería hacia abajo bajo la influencia de la gravedad y no estaría en una posición para hacer contacto éstrecho con cualesquiera de los sellos de cabeza asociados con el eje 34. Por lo tanto, se elimina la probabilidad dé cualquier fuga indeseable a lo largo del eje 34 dentro de la cabeza del motor. En tanto que aquéllos con experiencia en la técnica reconocerán que se pueden hacer muchos cambios y modificaciones con respecto a la descripción en la presente, se pretende en forma manifiesta que la invención esté limitada solamente por él alcance de las reivindicaciones y los equivalentes de las mismas.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de enfriamiento mejorado para un motor dé combustión interna del tipo que utiliza un ensamble de válvula giratoria esférica, en donde el ensamblé de válvula giratoria esférica comprende una cabeza de cilindro de dos piezas removibles que se puede asegurar al motor de combustión interna, dicha cabeza de cilindro de dos piezas removibles que comprende una sección de cabeza de cilindro superior e inferior de manera que cuando se aseguran al motor de combustión interna definén cavidades, las cavidades para la recepción de una pluralidad de válvulas de admisión giratorias esféricas alineadas y una pluralidad de válvulas de escape giratorias esféricas alineadas en comunicación con un cilindro; lás válvulas de admisión y de escapé giratorias esféricas montadas sobre medios de eje giratorio soportados de manera giratoria sobre superficies de rodamiento dentro de la cabeza de cilindro de dos piezas y alineadas con los cilindros de dicho motor de combustión interna, la mejora que comprénde: formar los rriedios dé ejé con un orificio de paso longitudinal para el paso de refrigerante a través del mismo y extender dichos medios de eje de manera externa desde dicha cabeza de cilindróte dos piezas en ambos extremos y términar cada extremo de los medios de eje en un miembro de unión asegurado al exterior de la cabeza de cilindro de dos piezas, el miembro de unión que define una cámara de depósito, dicha cámara de depósito en comunicación cori un conducto en comunicación con un sistema de enfriamiento á fin de permitir la i troducción del refrigerante hacia la cámara de depósito y dentro del orificio de paso de dichos medios de eje en un primer extremo dé los medios de eje y un conducto en comunicación con la cámara de depósito de un miembro de unión en dicho segundo extremo de los medios de eje para dirigir el refrigerante en alejarriientp de los medios de eje hacia el sistema de enfriamiento; los medios, de eje montados en medios de rodamiento y que tienen primeros medios de sellado próximos a la pared exterior dé la cabeza de cilindro de dos partes, los medios de eje que tienen segundos medios de sellado colocados dentro de la cámara de depósito del miembro de unión.

2. El sistema de enfriamiento mejorado para un motor dé combustión interna de conformidad con lá reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de unión asegurado al exterior de la cabeza de cilindro de dos piezas está asegurado en relación separada de la cabeza de cilindro.

3. El sistema de enfriamiento mejorado para un motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo de 1ós medios de eje en la cámara de depósito del miembro de unión es sellado a dicho miembrote unión por medio de un mecanismo de junta de cerámica y sello de resorte.

4. El sistema de énfriamiento mejorado para un motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de unión es de una construcción de dos piezas que tiene un miembro de caja y un miembro de tapa asegurados con medios de sujeción que aseguran de manera simultánea e| miembro de unión a la cabeza de cilindro.

5. Un miembro de unióní para proporcionar refrigerante hacia un eje giratorio qué tiene un orificio de paso y que soporta válvulas giratorias ésféricas en un motor de combustión interna, el miembro de unión que comprende: un miembro de caja definido por una pared posterior que tiene una pared lateral periférica generalmente perpendicular, la pared posterior que tiene una abertura a través de la misma y una pluralidad de patas salientes que se extienden hacia fuera desde la misma; un miembro de tapa que tiene un bordé periférico coextensivo con la pared lateral periférica del miembro de caja, el miembro de tapa que tiene una abertura a través del mismo, la abertura que tiene un miembro de boquilla que se extiende hacia fuera desde la misma, para comunicar cpn un sistema de enfriamiento, el miembro de caja y el miembro de tapa que tienen una pluralidad de aberturas que se puéder alinear a través de los mismos para recepción de medios de aseguramiento á fin de asegurar el miembro de tapa al miémbro de caja en acoplamiento sellado y para asegurar el miembro de caja y el miembro de tapa a una cabeza de cilindro de un motor de combustión interna en acoplamiento sellado con un extremo de los medios de eje que soportan una válvula y se extienden hacia fuera desde la cabeza de cilindro, los medios de eje que tienen un orificio de paso para el paso de un refrigerante, dicho extremo de los médios de eje en acoplamiento sellado con el miembro de unión.

6. El miembro de unión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el acoplamiento de sellado de dichps medios de eje con el miembro de unión comprende una junta de cerámica y un sello de resorte asegurados alrededor de los medios de eje dentro del miembro de unión.

7. El miembro de unión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque cada uno de los miembros de unión están asegurados a extremos opuestos de dichos medios de eje externos a la cabeza de cilindro, uno de los miembros de unión para la introducción dé un refrigerante dentro del orificio de paso de los medios de eje y uno de los miembros de unión para la evacuación del refrigerante desde el orificio de paso de los medios de eje hacia el sistema de enfriamiento.