WO1996017168A1 - Motor de combustión interna provisto de un sistema de inyección directa de combustible con asistencia por aire comprimido - Google Patents

Motor de combustión interna provisto de un sistema de inyección directa de combustible con asistencia por aire comprimido Download PDF

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Definitions

  • the present invention is related to a particular system of direct fuel injection with pneumatic assistance, applicable to internal combustion engines, essentially those of spark ignition.
  • Direct injection requires precise timing of the injection, as well as high fuel atomization, which makes it more complex than external carburetion.
  • the compressed air can be produced by an auxiliary compressor that feeds injectors placed directly on the cylinder head, which inject the fuel with a certain amount of compressed air to favor its dispersion and atomization.
  • an auxiliary compressor that feeds injectors placed directly on the cylinder head, which inject the fuel with a certain amount of compressed air to favor its dispersion and atomization.
  • the injection time is determined by the opening and closing of electronically controlled injectors.
  • a bypass of the pump housing of a two-stroke engine sends a part of the intake air to the cylinder head, through an actuated valve.
  • the mixing is carried out by means of an injector placed above the valve and the injection time is determined by the control diagram of the latter.
  • the objective of the present invention is to achieve a direct fuel injection system with pneumatic assistance, which allows a mixture of fuel to be carried out with the pneumatic assistance air by means of a conventional external device, without the need for an actuated valve or electronic control for injection into the combustion chamber.
  • said objective is achieved in an engine provided with a compressor of a piston associated to each of its combustion chambers, which sucks a mixture of air and fuel and, through its discharge time, injects said mixture directly inside the chamber, at a time determined by an adequate synchronization of the compressor.
  • the mixture injected in this way is added to the air aspirated by the chamber.
  • the compressor discharge valve is placed inside the combustion chamber.
  • the displacement of the compressor is small compared to that of the combustion chamber, for example 10-20% of this, for gasoline injection, which is sufficient to obtain a good degree of gasoline spraying.
  • the compression ratio of the compressor must be as high as possible, to optimize performance.
  • FIGURES 1A, 1B, 1C, 1D are schematic views of a two-stroke engine according to the invention, provided with a carburetor placed at the inlet of the compressor, and represented in its successive phases of operation.
  • FIGURE 2 is a diagram of synchronization of the compressor with its associated chamber, according to the example of the previous figures.
  • FIGURE 3 is a pressure-volume diagram of the combustion chamber and the associated compressor, when the latter works with total (A), or partial (B) opening of its suction duct, according to the example of FIGURES 1A to ID.
  • FIGURES 4A to 4F are schematic views of a four-stroke engine according to the invention, provided with a fuel injector to the compressor aspiration, represented in its successive phases of operation.
  • FIGURE 5 is a diagram of synchronization of the compressor with its associated chamber, according to the example of FIGURES 4A to 4F.
  • FIGURE 6 represents an engine according to the invention, provided with a particular carburetor in the intake of the compressor.
  • FIGURES 7A to 7D are schematic views of a Wankel-type rotary piston engine, according to the invention, in its successive phases of operation.
  • FIGURES 8 and 9 represent two simple systems that allow delaying or regulating the opening moment of the discharge sheet in the combustion chamber.
  • FIGURES 1A, 1B, 1C, 1D represent a two-stroke engine according to the invention, provided with a crankcase-pump, with its combustion chamber (1), which is delimited by the cylinder (2), the cylinder head (3), and the piston (4) that moves with reciprocating movement and drives the crankshaft (6) using the connecting rod (5), rotating the latter inside the crankcase (7).
  • Said crankcase (7) is provided with a hole for the admission of air (8) with non-return plates (9) and a butterfly (10).
  • Nail transfer ports (11) communicate the crankcase (7) with the combustion chamber (1), and an exhaust port (12) communicates the chamber (1) with the atmosphere.
  • the compressor (13) consists of a cylinder (14), a piston (15 and its connecting rod (16), driven by a crankshaft (17), which is driven by the crankshaft (6) of the engine through a chain drive (18), with a ratio of 1: 1.
  • the compressor has a suction duct (19) provided with a carburetor (20) and a backstop (21) located inside the compressor chamber, and a duct discharge (22) provided with a non-return sheet (23) at its end located inside the chamber (1).
  • FIGURE 1A according to the direction of rotation of the arrow, the engine is in its expansion time, while the air contained in the crankcase is compressed, with the sheets (9) closed. Simultaneously the compressor sucks the carburetor (20) mixes air-fuel through the duct (19), with the sheet (23) closed by the action of the combustion pressure in the chamber (1), and with the sheet (21) opened by depression caused by the compressor chamber.
  • the engine is at its exhaust time of the burned gases via the port (12), and of transfer of the crankcase air (7), via the ports (11), while the compressor ends its suction time, with the sheets (21) and (23) closed.
  • FIGURE 1C the engine is at its compression time in the chamber (1) and air intake in the crankcase (7), the compressor (13) begins the compression of the mixture. Because of the very high volumetric ratio of the compressor, and a slight advance with respect to the engine piston, the pressure in the compressor chamber is higher than that of the engine chamber (1) for the entire duration of compression in the latter, which causes the progressive discharge of the mixture through the duct (22), and its injection into the chamber (1), the sheet (23) being open.
  • FIGURE ID the engine piston is shortly before its upper dead center at the time of ignition caused by the spark plug (24), while the piston (15) of the compressor is already in its upper dead center, having finished the discharge of the mixture into the combustion chamber; combustion is started in the chamber (1), and the cycle continues according to FIGURE 1A.
  • FIGURE 2 presents a compressor phasing diagram according to the example of FIGURES 1A to ID.
  • OE / FE engine exhaust opening / closing.
  • OT / FT opening / closing of the transfer ports.
  • the advance AC allows to achieve a pressure in the compressor higher than in the combustion chamber, and thus the beginning of the discharge with the beginning of the compression, and the end of the discharge before ignition.
  • FIGURE 3 represents a simulation of the evolution of pressures in the combustion chamber and in the compressor as a function of the engine crankshaft (QVM) and the compressor (QVC) degrees, following the example of FIGURES 1A to ID.
  • PCM pressure curve in the combustion chamber.
  • DCM start of compression time in the engine.
  • the suction pressure is lower than the atmospheric pressure, and the theoretical compression curve of the compressor is PTC2: the amount of mixing decreases injected, and the start of the discharge is delayed to the point DR2, which causes a greater stratification of the mixture in the combustion chamber.
  • the loss of load h can be "modulated as a function of the strength of the sheet (23), or thanks to particularities of said sheet that are described in FIGURES 8 and 9, thus determining the position of DR1 and DR2
  • FIGURES 4A to 4F represent a four-stroke engine according to the invention. It consists of the combustion chamber (l 1 ), the cylinder (2 '), the piston (4'), which drives the crankshaft (6 1 ) by means of a connecting rod (5 '); the crankcase (7 '); the cylinder head (3 ') which includes an intake duct (25) provided with a valve (26), an exhaust duct (27) with a valve (28) and a spark plug (24).
  • the auxiliary compressor (13) identical to that of FIGURE 1A, is driven by a chain (18 '), rotating at half the speed of the engine.
  • the suction line (19) of the compressor is provided, by way of example, of a fuel supply by an electromagnetic control injector (29).
  • the compressor always works with maximum air intake, and the engine power is regulated according to the fuel flow of the injector.
  • the discharge duct (22) of the compressor (13) is provided with a backstop (23) at its end located in the chamber d ').
  • the piston (4 ') of the engine is in its expansion time, while the compressor starts the mixing aspiration through the conduit (19), the sheet (21) being open, and the sheet (23) closed ).
  • FIGURE 4C the exhaust in the engine and the mixing aspiration in the compressor continue.
  • FIGURE 4D the engine starts its air intake stroke through the duct (25), the valve (26) being open, and the valve (28) closed.
  • the compressor starts the mixture discharge into the chamber (l 1 ), through the duct (22), the sheet (21) being closed and the sheet (23) open.
  • FIGURE 4E the engine ends the admission time, the valve (26) being closed; The compressor continues to discharge during the compression stroke of the engine.
  • FIGURE 4F the compressor, being at its top dead center, ends its discharge time.
  • the sheet (23) is closed and ignition occurs in the chamber 1 'by means of the spark plug (24).
  • the cycle then continues according to FIGURE 4A.
  • FIGURE 5 represents the compressor synchronism diagram according to the example illustrated in FIGURES 4A to 4F.
  • .M diagram of engine times in degrees of crankshaft.
  • OA / FA engine intake opening / closing.
  • Ad engine admission time
  • Cp engine compression time
  • FIGURE 6 represents a motor according to the invention, whose auxiliary compressor (13) is identical to that of FIGURE 1A, but is placed in an inverted position on the cylinder head (3 ''), thus being able to minimize the length of the duct discharge (22), and achieve a maximum compression ratio of the compressor, for example greater than 50: 1.
  • the intake duct (8 ') of the engine is provided with a venturi (30), and a butterfly (10 ').
  • the suction duct (19 ') of the compressor (13) is connected to the duct (8 1 ) between the venturi (30) and the throttle (10'), so that the air passing through said venturi supplies at the same time the intake of the engine and the suction of the compressor, resulting in identical values of depression in both ducts (8 ') and (19').
  • a carburetor (20 ') supplies the duct (19') with gasoline through the diffuser (31).
  • the engine power is regulated by the throttle (10 '), the gas flow rate being regulated by the depression caused in the venturi (30). In this way a more accurate dosage of the fuel is obtained depending on the engine load.
  • FIGURES 7A to 7D represent the operation of an ankel type rotary motor according to the invention.
  • This consists of the trocoidal housing (32), the rotating piston (33) mounted on a crankshaft (34).
  • This set forms three rotating combustion chambers (A, B, C), each successively performing four-stroke cycles, with the admission by the port (35), compression, expansion and escape by the port (36). Each time has a duration of 270Q of rotation of the crankshaft and 90Q of rotation of the rotary piston.
  • the auxiliary compressor (13), identical to that of FIGURES 1 to 4, is driven by the motor by means of a toothed belt (18 ''), with a 1: 1 ratio.
  • a carburetor (20) provides the gasoline.
  • the compressor (13) is connected to the engine chamber by its discharge duct (22), in an area between the start of the admission time and the start of the expansion time.
  • the conduit (22) flows into the chamber, passing through the housing (32), and the discharge sheet (23) is placed on the inner face of said housing.
  • the compressor (13) is in its lowest neutral position, ending the aspiration; at this same time, by the rotation of the rotating piston, in front of the discharge duct (22) is the chamber (A), which is starting a compression time.
  • the compressor discharges the mixture into the chamber (A), the valve (23) being open.
  • the chamber (3) is finishing the expansion and the (C) starting admission.
  • FIGURE 7D the compressor is at its top dead center, the discharge is over, the ignition takes place in the chamber (A), the exhaust in the (3), and the admission in the (C). Following the rotation, the compressor (13) will successively feed the chamber (C) and (B).
  • FIGURE 8 illustrates a device that allows the injection start of the mixture supplied by the compressor to be delayed.
  • This device consists of a permanent magnet (40) inserted in the cylinder head (3) of the motor in the place that acts as a seat for the discharge sheet (23), the latter being constituted by a material attracted by the magnet.
  • the sheet (23) adheres to the seat with a constant force determined by the magnet.
  • the pressure in the conduit 22 has to overcome this additional force, which delays the opening of the sheet (23) and shortens the total duration of the discharge time. In this way, the start of the injection can be delayed, to eliminate any risk of leaking fresh mixture through the exhaust in a two-stroke engine.
  • spraying and distribution of fuel in the chamber are improved.
  • FIGURE 9 is a variant of FIGURE 8, in which the permanent magnet is replaced by an electromagnet (41), supplied in current by the cable (42).
  • An electronic control of the current allows to determine with precision the opening moment, and possibly closing the sheet (23) depending on several parameters (engine speed, load, temperature ).
  • the compressors can be operated by a variable synchronism mechanism (not shown), similar to those that exist in four-stroke engines to vary the distribution diagram.
  • a mechanism applied to the invention allows to vary the moment of the beginning and the end of the injection of mixture by the compressor (13), and can be combined with the mechanisms illustrated in FIGURES 8 and 9, in order to optimize the engine operation

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Abstract

Un motor de combustión interna que consta de un compresor (13) de un pistón asociado a cada una de las cámaras de combustión (1), el cual compresor aspira una mezcla de aire con carburante, y por la acción de sus tiempos de descarga, inyecta dicha mezcla directamente en el interior de la cámara de combustión (1), en un momento adecuadamente determinado por la sincronización del susodicho compresor (13), estando la válvula de descarga (23) del compresor colocada en el interior de la cámara de combustión (1).

Description

MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA PROVISTO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN DIRECTA DE COMBUSTIBLE CON ASISTENCIA POR AIRE COMPRIMIDO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención es relativa a un sistema particular de inyección directa de carburante con asistencia neumática, aplicable a motores de combustión interna, esencialmente los de encendido por chispa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La inyección directa de carburante en la cámara de combustión de un motor de encendido por chispa, apunta unos perfeccionamientos que difícilmente pueden conseguirse con la realización externa ce la mezcla. Pueden mencionarse por ejemplo:
- La eliminación de la fuga de mezcla de carburante directamente al escape en el tiempo de barrido, en un motor de dos tiempos. - La eliminación de la fuga de mezcla de carburante directamente al escape al final del tiempo de escape y principio del tiempo de admisión en un motor de cuatro tiempos, cuando el cruce entre válvulas de admisión y escape es importante.
- La estratificación de la mezcla de aire y carburante en la cámara, la cual permite optimizar la combustión y conseguir mezclas pobres.
- La regulación de la potencia del motor exclusivamente por variación del caudal de carburante, sin tener que limitar el caudal de aire, lo cual elimina las pérdidas de rendimiento ocasionadas por el efecto de bombeo en admisión, en los motores de cuatro tiempos.
- Mejora del rendimiento y reducción de emisiones contaminantes, esencialmente a cargas parciales.
La inyección directa requiere una sincronización precisa del momento de inyección, asi como una elevada atomización del carburante, lo cual la hace más compleja que la carburación externa.
Existen varios tipos de inyección directa para su aplicación a motores de dos tiempos, y de entre ellos:
- La inyección de carburante liquido a alta presión.
- la inyección de carburante con asistencia neumática.
Con la asistencia neumática, el aire comprimido puede ser producido por un compresor auxiliar que alimenta unos inyectores colocados directamente sobre la culata, los cuales inyectan el carburante con una cierta cantidad de aire comprimido para favorecer su dispersión y atomización. Un sistema de este tipo viene descrito en la publicación:" K.SCHLUNKE-The Orbital Combustión Process Engine-lOth Vienna Motor Symposium-VDI nSi22, PP63-78" .
Según la publicación SAE-941687, un mecanismo permite aprisionar una pequeña cantidad de aire procedente de la compresión en la cámara de combustión, y restituirla para la asistencia neumática en el momento de la inyección de carburante.
En ambos casos el tiempo de inyeción es determinado por la apertura y cierre de unos inyectores controlados electrónica¬ mente.
Según los documentos EP-296969 y US-4244255, una derivación del cárter-bomba de un motor de dos tiempos manda una parte del aire de admisión hacia la culata, a través de una válvula accionada. La mezcla es realizada mediante un inyector colocado encima de la válvula y el tiempo de inyección es determinado por el diagrama de mando de esta última.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objetivo conseguir un sistema de inyección directa de carburante con asistencia neumática, que permita realizar con el aire de asistencia neumática una mezcla de carburante mediante un dispositivo externo convencional, sin necesidad de válvula accionada, ni mando electrónico para su inyección en la cámara de combustión.
Conforme a la presente invención, dicho objetivo es conseguido en un motor provisto de un compresor de un pistón asociado a cada una de sus cámaras de combustión, el cual aspira una mezcla de aire y carburante y, mediante su tiempo de descarga, inyecta dicha mezcla directamente en el interior de la cámara, en un momento determinado por una sincronización adecuada del compre¬ sor. La mezcla inyectada de esta forma es añadida al aire aspirado p_r la cámara. Según una particularidad de la invención, la válvula de descarga del compresor está colocada en el interior de la cámara de combustión. La invención presenta las siguientes ventajas:
- sencillez para su puesta en práctica, bajo coste gracias al empleo de dispositivos convencionales para realizar la mezcla (carburador, inyección mecánica o electrónica). Estos disposi¬ tivos son colocados a la admisión de los compresores auxiliares, siendo la admisión del motor generalmente independiente, y sin carburante.
- Gran gama de variación del momento de inyección, que permite un óptimo grado de estratificación de la mezcla en todas las condiciones de funcionamiento.
- Alto potencial de velocidad de giro (por ejemplo 12.000 rpm), por realizarse la mezcla independientemente del tiempo de inyección, y siendo las válvulas de los compresores generalmente constituidas por láminas que autorizan altas frecuencias de apertura y cierre.
- Alto grado de atomización del carburante, cuando éste es liquido, con una vaporización al menos parcial debida a su calentamiento al pasar por el compresor antes de su inyección en la cámara.
- Posibilidad de aumentar la potencia en proporción de la cantidad de aire adicional suministrada por los compresores.
- Funcionamiento posible con carburantes líquidos o gaseosos.
La invención viene descrita a continuación con ayuda de varios ejemplos de aplicación a diferentes tipos de motores, y con varias modalidades para realizar la mezcla, sin ser limitativos de las particularidades de la invención.
En todo caso, la cilindrada del compresor es pequeña respecto a la de la cámara de combustión, por ejemplo de un 10-20% de ésta, para inyección de gasolina, lo cual es suficiente para obtener un buen grado de pulverización de la gasolina. La relación de compresión del compresor ha de ser lo más elevada posible, para optimizar el rendimiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las FIGURAS 1A,1B,1C,1D son vistas esquemáticas de un motor de dos tiempos conforme a la invención, provisto de un carburador colocado a la admisión del compresor, y representado en sus fases sucesivas de funcionamiento.
La FIGURA 2 es un diagrama de sincronización del compresor con su cámara asociada, según el ejemplo de las figuras anteriores. La FIGURA 3 es un diagrama de presión-volumen de la cámara de combustión y del compresor asociado, cuando este último trabaja con apertura total (A), o parcial (B) de su conducto de aspira¬ ción, según el ejemplo de las FIGURAS 1A a ID. Las FIGURAS 4A a 4F son unas vistas esquemáticas de un motor de cuatro tiempos conforme a la invención, provisto de un inyector de carburante a la aspiración del compresor, representado en sus fases sucesivas de funcionamiento.
La FIGURA 5 es un diagrama de sincronización del compresor con su cámara asociada, según el ejemplo de las FIGURAS 4A a 4F. La FIGURA 6 representa un motor conforme a la invención, provisto de un carburador particular en la admisión del compresor. Las FIGURAS 7A a 7D son vistas esquemáticas de un motor de émbolo rotativo de tipo Wankel, conforme a la invención, en sus fases sucesivas de funcionamiento. Las FIGURAS 8 y 9 representan dos sistemas sencillos que permiten retardar o regular el momento de apertura de la lámina de descar¬ ga en la cámara de combustión.
DESCRIPCIÓN DE UNAS REALIZACIONES PREFERENTES SEGÚN LA INVENCIÓN Las FIGURAS 1A,1B,1C,1D representan un motor de dos tiempos conforme a la invención, provisto de un cárter-bomba, con su cámara de combustión (1), la cual viene delimitada por el cilindro (2), la culata (3), y el pistón (4) que se desplaza con movimiento alternativo y acciona mediante la biela (5) el cigüeñal (6), girando este último en el interior del cárter (7). Dicho cárter (7) es provisto de un orificio para la admisión de aire (8) con láminas antiretorno (9) y una mariposa (10). Unas lumbreras de trasvase (11) comunican el cárter (7) con la cámara de combustión (1), y una lumbrera de escape (12) comunica la cámara (1) con la atmósfera.
El compresor (13) consta de un cilindro (14), un pistón (15 y con su biela (16), accionados por un cigüeñal (17), el cual es accionado por el cigüeñal (6) del motor mediante una transmisión por cadena (18), con una relación de 1:1. El compresor posee un conducto de aspiración (19) provisto de un carburador (20) y una lámina antiretorno (21) situada en el interior de la cámara del compresor, y un conducto de descarga (22) provisto de una lámina antiretorno (23) en su extremo situado en el interior de la cámara (1) .
En la FIGURA 1A, según el sentido de rotación de la flecha, el motor está en su tiempo de expansión, mientras el aire contenido en el cárter es comprimido, con las láminas (9) cerradas. Simultáneamente el compresor aspira del carburador (20) mezcla aire-carburante a través del conducto (19), con la lámina (23) cerrada por la acción de la presión de combustión en la cámara (1), y con la lámina (21) abierta por la depresión originada en la cámara del compresor.
En la FIGURA IB el motor está en su tiempo de escape de los gases quemados via la lumbrera (12), y de trasvase del aire del cárter (7), via las lumbreras (11), mientras el compresor termina su tiempo de aspiración, con las láminas (21) y (23) cerradas.
En la FIGURA 1C el motor está en su tiempo de compresión en la cámara (1) y de admisión de aire en el cárter (7), el compresor (13) empieza la compresión de la mezcla. A causa de la relación volumétrica muy alta del compresor, y de un leve avance respecto al pistón del motor, la presión en la cámara del compresor es superior a la de la cámara (1) del motor durante todo el tiempo que dura la compresión en esta última, lo cual provoca la descarga progresiva de la mezcla a través del conducto (22), y su inyección en la cámara (1), estando abierta la lámina (23).
En la FIGURA ID el pistón del motor se encuentra poco antes de su punto muerto superior en el momento del encendido provocado por la bujia (24), mientras el pistón (15) del compresor está ya en su punto muerto superior, habiendo terminado la descarga de la mezcla en la cámara de combustión; se inicia la combustión en la cámara (1), y el ciclo sigue según la FIGURA 1A.
La FIGURA 2 presenta un diagrama de puesta en fase del compresor según el ejemplo de las FIGURAS 1A a ID.
M = diagrama de tiempos del motor en grados de cigüeñal.
C = diagrama de tiempos del compresor. PMH / PMB = punto muerto superior / inferior
Dt = expansión en el motor; Cp = compresión en el motor.
E+T = escape y trasvase en el motor; A = encendido.
As / Rf = aspiración / descarga en el compresor.
OE / FE = apertura / cierre del escape motor. OT / FT = apertura / cierre de las lumbreras de trasvase.
AC = avance del compresor respecto al motor.
El avance AC permite conseguir una presión en el compresor más alta que en la cámara de combustión, y asi el inicio de la descarga con el inicio de la compresión, y el fin de la descarga antes del encendido.
La FIGURA 3 representa una simulación de la evolución de presiones en la cámara de combustión y en el compresor en función de los grados de cigüeñal del motor (QVM) y del compresor (QVC), siguiendo el ejemplo des las FIGURAS 1A a ID. PCM = curva de presión en la cámara de combustión. DCM = inicio del tiempo de compresión en el motor. Cuando el compresor actúa con la apertura máxima del carburador (20), la presión de aspiración es igual a la presión atmosférica, y la curva de compresión teórica (sin descarga) del compresor seria PTCl. Teniendo en cuenta la pérdida de carga h a través del conducto de descarga (22) y de la lámina (23), el inicio de la descarga en la cámara de combustión (1) tiene lugar en el punto DR1, y la curva de compresión real del compresor es PRC. Con la apertura parcial del carburador, la presión de aspiración es inferior a la presión atmosférica, y la curva de compresión teórica del compresor es PTC2 : disminuye la cantidad de mezcla inyectada, y el inicio de la descarga es atrasado hasta el punto DR2, lo que provoca una mayor estratificación de la mezcla en la cámara de combustión.
Por otra parte, la pérdida de carga h puede" ser modulada en función de la fuerza de la lámina (23), o gracias a unas particularidades de dicha lámina que vienen descritas en las FIGURAS 8 y 9, determinando así la posición de DR1 y DR2.
Las FIGURAS 4A a 4F representan un motor de cuatro tiempos conforme a la invención. Consta de la cámara de combustión (l1 ), el cilindro (2' ), el pistón (4' ), el cual acciona el cigüeñal (61) mediante una biela (5' ); el cárter (7'); la culata (3') que incluye un conducto de admisión (25) provisto de una válvula (26), un conducto de escape (27) con una válvula (28) y una bujía de encendido (24). El compresor auxiliar (13), idéntico al de la FIGURA 1A, es accionado por una cadena (18'), girando a la mitad de la velocidad del motor. El conducto de aspiración (19) del compresor va provisto, a título de ejemplo de una alimentación en carburante por un inyector de mando electromagnético (29). El compresor trabaja siempre con admisión máxima de aire, y la potencia del motor es regulada en función del caudal de carbu¬ rante del inyector.
El conducto de descarga (22) del compresor (13) va provisto de una lámina antiretorno (23) en su extremo situado en la cámara d').
En la FIFURA 4A, el pistón (4') del motor está en su tiempo de expansión, mientras el compresor inicia la aspiración de mezcla a través del conducto (19), estando abierta la lámina (21), y cerrada la lámina (23).
En la FIGURA 4B, el motor ha terminado la expansión, e inicia el tiempo de escape de los gases quemados por el conducto (27), estando abierta la válvula (28). El compresor continúa su tiempo de aspiración de mezcla.
En la FIGURA 4C, prosiguen el escape en le motor y la aspiración de mezcla en el compresor. En la FIGURA 4D, el motor inicia su carrera de admisión de aire por el conducto (25), estando abierta la válvula (26), y cerrada la válvula (28). El compresor inicia la descarga de mezcla en la cámara (l1), por el conducto (22), estando cerrada la lámina (21) y abierta la lámina (23).
En la FIGURA 4E el motor termina el tiempo de admisión, estando cerrada la válvula (26); el compresor prosigue la descarga duran¬ te la carrera de compresión del motor.
En la FIGURA 4F, el compresor, estando en su punto muerto superior, termina su tiempo de descarga. Se cierra la lámina (23) y se produce el encendido en la cámara 1' mediante la bujía (24). El ciclo continúa después según la FIGURA 4A.
La FIGURA 5 representa el diagrama de sincronismo del compresor según el ejemplo ilustrado en las FIGURAS 4A a 4F. .M = diagrama de los tiempos del motor en grados de cigüeñal.
C = diagrama de los tiempos del compresor en grados de su propio cigüeñal.
PMH / PMB = punto muerto superior / inferior.
Dt = expansión en el motor; E = escape motor. OE / FE = apertura / cierre del escape motor.
OA / FA = apertura / cierre de admisión motor.
Ad = tiempo de admisión motor; Cp = tiempo de compresión motor.
A = encendido.
As = tiempo de aspiración del compresor. Rf = tiempo de descarga del compresor.
Ac = avance del compresor respecto al motor.
La FIGURA 6 representa un motor conforme a la invención, cuyo compresor auxiliar (13) es idéntico al de la FIGURA 1A, pero viene colocado en posición invertida sobre la culata (3' '), pudiendo así reducirse al máximo la longitud del conducto de descarga (22), y conseguir una máxima relación de compresión del compresor, por ejemplo superior a 50:1.
Por otra parte, la mezcla viene realizada mediante un dispositivo propio de la invención: el conducto de admisión (8' )del motor va provisto de un venturi (30), y de una mariposa (10'). El conducto de aspiración (19') del compresor (13) está conectado al conducto (81) entre entre el venturi (30) y la mariposa (10'), de forma que el aire que pasa por dicho venturi abastece al mismo tiempo la admisión del motor y la aspiración del compresor, resultando idénticos los valores de depresión en ambos conductos (8' ) y (19'). Un carburador (20') provee de gasolina el conducto (19') mediante el difusor (31). La potencia del motor es regulada por la mariposa (10'), estando regulado el caudal de gasolina por la depresión provocada en el venturi (30). Se obtiene de esta forma una dosificación más exacta del carburante en función de la carga del motor.
Las FIGURAS 7A a 7D representan el funcionamiento de un motor rotativo de tipo ankel conforme a la invención. Éste consta de la carcasa trocoidal (32), el émbolo rotativo (33) montado sobre un cigüeñal (34). Este conjunto forma tres cámaras de combustión giratorias (A,B,C), realizando cada una sucesivamente unos ciclos de cuatro tiempos, con la admisión por la lumbrera (35), la compresión, expansión y escape por la lumbrera (36). Cada tiempo tiene una duración de 270Q de giro del cigüeñal y 90Q de giro del émbolo rotativo.
El compresor auxiliar (13), idéntico al de las FIGURAS 1 a 4, es accionado por el motor mediante una correa dentada (18' ' ), con una relación 1:1. Un carburador (20) proporciona la gasolina. El compresor (13) está conectado a la cámara del motor por su conducto de descarga (22), en una zona comprendida entre el inicio del tiempo de admisión y el inicio del tiempo de expansión. En la ilustración el conducto (22) desemboca en la cámara, atravasando la carcasa (32), y la lámina de descarga (23) está colocada en la cara interior de dicha carcasa.
En la FIGURA 7A, según el sentido de giro de la flecha, la cámara
(A) termina un tiempo de admisión por la lumbrera (35), la cámara
(B) está en un tiempo de expansión, y la cámara (C) está efectu¬ ando un tiempo de escape por la lumbrera (36). El compresor, cuyo conducto de descarga (22) se encuentra frente a la cámara (B) está en su tiempo de admisión de mezcla por el conducto (19), estando abierta la lámina (21) y cerrada la lámina (23).
En la FIGURA 7B, el compresor (13) está en su punto muerto infe¬ rior, terminando la aspiración; en este mismo momento, por el giro del émbolo rotativo, en frente del conducto de descarga (22) se encuentra la cámara (A), la cual está iniciando un tiempo de compresión.
En la FIGURA 7C, el compresor descarga la mezcla en la cámara (A), estando abierta la válvula (23). La cámara (3) está terminando la expansión y la (C) empezando la admisión.
En la FIGURA 7D, el compresor está en su punto muerto superior, la descarga se ha terminado, tiene lugar el encendido en la cámara (A), el escape en la (3), y la admisión en la (C). Siguiendo el giro, el compresor (13) alimentará sucesivamente la cámara (C) y (B) .
La FIGURA 8 ilustra un dispositivo que permite atrasar el inicio de inyección de la mezcla suministrada por el compresor. Este dispositivo consta de un imán permanente (40) insertado en la culata (3) del motor en el lugar que actúa de asiento para la lámina de descarga (23), estando esta última constituida por un material atraído por el imán. En posición cerrada la lámina (23) adhiere al asiento con una fuerza constante determinada por el imán. Durante el tiempo de descarga del compresor, la presión en el conducto 22 tiene que vencer esta fuerza adicional, lo que atrasa la apertura de la lámina (23) y acorta la duración total del tiempo de descarga. De esta forma se puede atrasar el comienzo de la inyección, para eliminar todo riesgo de fuga de mezcla fresca por el escape en un motor de dos tiempos. Además, por la presión de inyección más elevada, se mejoran la pulverización y reparto de carburante en la cámara.
La FIGURA 9 es una variante de la FIGURA 8, en la cual el imán permanente es sustituido por un electroimán (41), alimentado en corriente por el cable (42). Un mando electrónico de la corriente permite determinar con precisión el momento de apertura, y eventualmente de cierre de la lámina (23) en función de varios parámetros (velocidad de giro del motor, carga, temperatura...).
Según una particularidad adicional de la invención, los compresores pueden ser accionados por un mecanismo de sincronismo variable (no ilustrado), similar a los que existen en los motores de cuatro tiempos para variar el diagrama de distribución. Un mecanismo de este tipo aplicado a la invención permite variar el momento del inicio y del final de la inyección de mezcla por el compresor (13), y puede combinarse con los mecanismos ilustrados en las FIGURAS 8 y 9, con el fin de optimizar el funcionamiento del motor.
Otros elementos no ilustrados pueden complementar la invención, como el precalentamiento del aire aspirado por el compresor para mejorar la vaporización del carburante, por ejemplo con una resistencia eléctrica colocada en el conducto de aspiración, o por un intercambiador de calor con los gases de escape, o por reciclado directo de una fracción de los gase de escape hacia el compresor.
Otras aplicaciones de la invención no representadas son por ejemplo las que implican el uso de un carburante gaseoso. En tal caso se adaptarán los sistemas de carburación apropiados.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un motor de combustión interna con una o varias cámaras de combustión, caracterizado en que a cada cámara de combustión (1,1') es asociado un compresor (13) del tipo de un pistón, cuya cilindrada es distintamente inferior a la de la susodicha cámara (1,1'), en que cada compresor (13) aspira a través de un conducto (19) una mezcla de aire con carburante, y por la acción de cada uno de los tiempos de descarga del compresor (13) inyecta dicha mezcla directamente en la cámara de combustión (1,1' ) via un conducto de descarga (22), en que la válvula de descarga del compresor (13) está colocada al extremo del susodicho conducto de descarga (22), y en el interior de la cámara de combustión (1,1' ), en que el cigüeñal (17) de cada uno de los compresores es accionado por el cigüeñal (6,6' ) del motor mediante una transmisión (18,18'), la cual determina una relación de giro constante del compresor (13) en relación con la velocidad de giro del cigüeñal (6,6'), y una sincronización que hace coincidir cada uno de los tiempos de descarga del compresor (13) con un momento adecuadamente determinado en el ciclo de la cámara de combustión (1,1' ) con la cual está asociado, constituyendo el susodicho compresor un sistema particular de inyección de carburante con asistencia neumática.
2. Un motor según la reivindicación 1, caracterizado en que las válvulas de descarga (23) de los compresores (13) constan de unas láminas de mando pasivo, cuya apertura es provocada por una presión en el conducto de descarga (22) superior a la presión de los gases en la cámara de combustión (1,1'), y cuyo cierre es provocado por una presión de gases en la cámara (1,1' ) superior a la presión en el conducto de descarga (22), y por la fuerza de muelle de la lámina (23).
3. Un motor según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado en que la sincronización de cada uno de los susodichos compresores 13 está ajustada de modo que su carrera de descarga se termina lo más tarde cuando se produce el encendido en la cámara (1,1' ) con la cual está asociado.
4. Un motor según las reivindicaciones precedentes, del tipo de pistones con ciclo de dos tiempos, caracterizado en que los com¬ presores (13) giran exactamente a la misma velocidad que el cigüeñal (6) del motor.
5. Un motor según las reivindicaciones 1,2,3, del tipo de pisto¬ nes con ciclo de cuatro tiempos, caracterizado en que los compre¬ sores (23) giran exactamente a la mitad de la velocidad de giro del cigüeñal (6' ) del motor.
6. Un motor de tipo Wankel provisto de émbolos rotativos (33) montados sobre un cigüeñal (34) y girando cada émbolo en el interior de una carcasa trocoidal (32), delimitando tres cámaras (A,B,C), las cuales realizan un ciclo completo de admisión, compresión, expansión, escape en tres vueltas del cigüeñal (34) y una vuelta del émbolo (33), caracterizado en que a cada conjunto formado por un émbolo rotativo (33) y una carcasa trocoidal (32) es asociado un compresor (13) según las reivindi¬ caciones (1,2,3), cuyo conducto de descarga (22) desemboca en el interior de la susodicha carcasa (32), en un lugar apropiadamente escogido, entre la zona de admisión y la zona de combustión, en que el compresor (13) es accionado por el cigüeñal (34) mediante una transmisión (18' ') que lo hace girar exactamente a la misma velocidad que el cigüeñal (34).
7. Un motor según las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la válvula de descarga de cada uno de los compresores (13) consta de una lámina (23) en cuyo asiento es insertado un imán (40) que ejerce una fuerza de atracción sobre la lámina (23).
8. Un motor según la reivindicación 7, caracterizado en que el susodicho imán es un solenoide (41).
9. Un motor según las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el mecanismo de accionamiento (18,18X18' ' ) de cada uno de los compresores (13) está provisto de un dispositivo que permite variar el sincronismo del compresor (13) respecto a la cámara de combustión (1,1' ,A,B,C) con la cual está asociado.
10. Un motor según las reivindicaciones precedentes, caracteri¬ zado en que el o los carburadores constan de un venturi (30) colocado en un conducto de admisión (8' ) del motor, una mariposa (10' ) situada en el mismo conducto (8'), un conducto de aspiración (19' ) del compresor (13), el cual está conectado al conducto de admisión (8') del motor, en una zona incluida entre el venturi (30) y la mariposa (10'), y un dispositivo (20,31') que suministra el combustible en el conducto de aspiración (19' ) del compresor (13).
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