MX2008010533A - Motor de combustion interna con coeficiente de compresion variable. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un motor de combustión que comprende por lo menos un cilindro con dos pistones en él, dirigidos opuestamente, que se mueven recíprocamente, cada uno de los cuales está conectado, por medio de una barra de pistón, con un brazo correspondiente, de manera que cada brazo muestra una abertura en la que una flecha principal que conecta los dos brazos, está soportada giratoriamente en cojinetes; dicha flecha principal incluye un ángulo con una línea central de cada abertura, y medios para variar el coeficiente de compresión en el cilindro; dicha variación del coeficiente de compresión significa que comprende una división en la flecha principal, así como medios de transmisión a fin de mover las partes formadas de esa manera, de la flecha principal, una separada de la otra. El motor de combustión puede estar provisto de al menos una bujía, que sobresale a través del fondo de uno de los pistones. El motor de combustión también está provisto con medios para dosificar al cilindro una alimentación de aire o de una mezcla de combustible y aire; dichos medios de alimentación comprenden un dispositivo dosificador giratorio, junto con al menos una abertura de alimentación, conectada con la flecha principal, que muestra por lo menos una abertura dosificadora, que puede ser llevada a control con la abertura de alimentación por medio de la rotación del dispositivo dosificador.

Description

MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA CON COEFICIENTE DE COMPRESIÓN VARIABLE La invención se refiere a un motor de combustión interna, cuyo coeficiente de compresión puede ser variado. Más en particular, la invención se refiere a un motor de combustión interna que comprende por lo menos un cilindro con dos pistones que se mueven reciprocamente de manera opuesta en él, cada uno de los cuales está conectado, por medio de una barra de pistón, con un brazo correspondiente; de manera que cada brazo muestra una abertura en la que una flecha principal que conecta ambos brazos está soportada giratoriamente en cojinetes; dicha flecha principal incluye un ángulo con una linea central de cada abertura; y medios para variar el coeficiente de compresión en el cilindro. Se conoce un motor de este tipo, por ejemplo, de la memoria de patente estadounidense No. 4,622,927. Se determina el coeficiente de compresión de un motor de combustión interna dividiendo la capacidad de cilindro entre el volumen del espacio de combustión, cuando el pistón está en su punto muerto superior. En otras palabras, el coeficiente de compresión indica la cantidad de presión con la que se comprime la mezcla de aire y combustible antes de encenderla. El coeficiente de compresión determina en gran medida la potencia de un motor. En general, la potencia aumenta en relación con el incremento en la presión en el espacio de combustión, pero esto no sucede de manera ilimitada. A una compresión demasiado elevada, ocurre lo que se conoce como golpeteo, particularmente a muchas revoluciones y a carga completa. Este es la explosión anticipada, espontánea, de la mezcla, de manera que se puede infligir un daño a los pistones. El momento en que ocurre el golpeteo es el limite último, con base en el cual se determina el coeficiente de compresión. Posteriormente permanece igual, independientemente del número de revoluciones o de la carga. Pero en particular con un número menor de revoluciones y una fuerza inferior, seria conveniente un coeficiente de compresión más alto para una mejor potencia. Sin embargo, principalmente el nivel del coeficiente de compresión de un motor de combustión interna para uso en un vehículo será el resultado de una negociación, debido a la cual el motor ofrece la combinación que se puede alcanzar mejor, de funcionamiento en la ciudad, en carretera secundaria y cuando se maneja a alta velocidad en una autopista . Se ha llevado a cabo alguna investigación acerca de las posibilidades de variar el coeficiente de compresión de los motores de combustión interna, para obtener de esa manera buen desempeño y una potencia óptima bajo todas las circunstancias . Sin embargo, para motores de gasolina convencionales, esto es extremadamente complicado desde el punto de vista constructivo. Comúnmente esos motores están provistos de un número de cilindros que están dispuestos en línea, en V o, actualmente, incluso en forma de W, contiguos entre sí, o están colocados en una disposición de oponentes, uno frente al otro. Cada uno de esos cilindros, en los que un pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, está cerrado en el lado de arriba con una cabeza de cilindro fijada en él, en la que las válvulas de admisión y de escape están recogidas, asi como la bujía o las bujías. El pistón cierra el otro lado del cilindro y está conectado con una barra conectora con una manivela de un cigüeñal común para todos los pistones del motor. Este cigüeñal convierte el movimiento ascendente y descendente de los pistones a un movimiento de rotación, usado para accionar, por ejemplo, un vehículo. Como consecuencia de la construcción aquí descrita, los motores de combustión interna convencionales son menos adecuados para variar el coeficiente de compresión. Un ejemplo reciente de un esfuerzo para variar permanentemente el coeficiente de compresión en dichos motores de combustión interna convencionales, es el llamado motor SVC, presentado recientemente por el fabricante sueco Saab, como prototipo. Este motor SVC comprende dos partes que se mueven recíprocamente una con respecto a la otra. Por otra parte, hay una cabeza de cilindro con barriles de cilindro fijados a ella, de esta manera, de hecho, un bloque de cilindros; y, por otra parte, un cárter con un cigüeñal y pistones en él. Al oscilar el bloque de cilindros con respecto al cárter, cambia el volumen del espacio de combustión cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior y, por tanto, también cambia el coeficiente de compresión. Estará claro que ésta es una construcción complicada, cuyos movimientos son difíciles de controlar y, adicionalmente, es probable que ya requiera, por sí mismo, de una capacidad considerable. La única razón para considerar dicho diseño parece ser en vista del deseo de unir tanto como sea posible las configuraciones de motor existentes. A fin de variar el coeficiente de compresión de manera más fácil, es necesario un diseño radicalmente diferente del básico, del motor de combustión interna. Dicho diseño está propuesto en la patente estadounidense anteriormente mencionada No. 4,622,927. En esa patente está descrito un motor de gasolina de cuatro cilindros, cuyos cilindros están dispuestos mutuamente paralelos alrededor de una flecha principal central, que es funcionalmente comparable al cigüeñal de un motor convencional. En cada cilindro hay dos pistones movibles en dirección opuesta. En la posición extrema, en la que los pistones se aproximan más entre si, el punto muerto superior, determinan juntos el espacio de combustión. De tal manera, en esta construcción, no es necesaria una cabeza separada para cerrar el cilindro. La bujía sobresale en la pared del cilindro hacia el espacio de combustión, y las aberturas de admisión y de salida también están formadas en la pared del cilindro. Esta estará cerrada con barriles de cilindro deslizables, en los que se mueven los pistones. Cada pistón está conectado, por medio de una barra de pistón, que está soportada en cojinetes en una guía, con un brazo. Los brazos de los cuatro pistones en cada lado del motor están sujetos en un disco, que muestra una abertura central, en la que la flecha principal está soportada giratoriamente en los cojinetes. De esa manera el disco es colocado bajo un ángulo con respecto a la flecha principal, de modo que pueda ejecutar un movimiento de oscilación durante una rotación de la flecha principal. De esta manera, se obtiene como resultado los movimientos recíprocos de los pistones y de las barras de pistón , como consecuencia de la combustión consecutiva de la mezcla de gasolina/aire en los diversos cilindros, para un movimiento de oscilación del disco y, con él, una rotación de la flecha principal. Esta rotación puede ser usada para impulsar, por ejemplo, un vehículo . Como se dice, un motor de combustión interna de este tipo puede se hecho adecuado de manera relativamente simple, para diversos coeficientes de compresión. Por lo tanto, uno de los discos de oscilación es desplazable a lo largo de la flecha principal. Cuando se desplaza el disco de oscilación con respecto al otro disco de oscilación, el espacio entre los pistones en su punto muerto superior se reduce o se agranda, y con él, el coeficiente de compresión se incrementa o disminuye, respectivamente, en consecuencia. Si bien el motor de combustión interna discutido en lo que antecede, de acuerdo con la patente estadounidense No. 4,622,927, indicado también como el motor con disco oscilante, debe funcionar satisfactoriamente en teoría, sin embargo, muestra algunas desventajas prácticas. Esas desventajas se relacionan, en primer lugar, con los mecanismos para variar el coeficiente de compresión, que no son suficientemente robustos. Otras áreas problemáticas son la posición de las bujías y la construcción y operación complicadas de las válvulas de admisión y de escape. Adicionalmente, la conexión entre los pistones y el disco oscilante da por resultado cargas adicionales indeseables sobre los componentes de motor fuertemente cargados. Finalmente, la lubricación y el manejo térmico del motor son puntos que requieren atención. Conforme a un primer aspecto de la invención, un motor de combustión interna del tipo que se describió al principio, muestra la característica de que la variación en el coeficiente de compresión comprende una división en la flecha principal, así como un medio de transmisión, a fin de desplazar las partes formas por él, de la flecha principal, una con respecto a cada una de las otras. La variación en el coeficiente de compresión, por el alargamiento o el acortamiento de la flecha principal, da por resultado, en comparación con el desplazamiento de un disco oscilante a lo largo de la flecha principal, una construcción más compacta. Esto es importante debido a que el motor con la disposición seleccionada de los pistones opuestos entre sí, es relativamente grande, en comparación con los motores convencionales de combustión interna que tienen los cilindros en línea o en V. Se obtiene un mecanismo ajustable robusto y simple, cuando el medio de transmisión comprende un huso roscado incluido en la posición de la división en la flecha principal, que está soportado en cojinetes en una de las partes de la flecha, y que coopera con una tuerca, incluida en la otra parte de la flecha. Además, la tuerca también puede estar formada integralmente con la parte de la flecha, en el sentido de que la parte de la flecha propiamente dicha también está provista con roscas internas. De preferencia, el medio de transmisión comprende un huso roscado incluido en la flecha principal, que acciona el motor eléctrico o hidráulico, lo que da por resultado una construcción compacta. A fin de poder adaptar el coeficiente de compresión de una manera sencilla y confiable, independientemente de si el motor opera, el medio de transmisión comprende de preferencia un dispositivo de ajuste, conectado por medio de un diferencial con el huso roscado, y colocado fuera de la flecha principal. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se provee un motor de combustión interna del tipo descrito en el comienzo con al menos una bujía, que sobresale en la parte inferior de uno de los pistones. Con dicha disposición de la bujía, se garantiza que esté situada centralmente en el espacio de combustión en cada coeficiente de compresión, independientemente de la distancia mutua de los pistones. Esta colocación de la bujía también se puede lograr de una manera simple si la barra de pistón es hueca, y se sujeta la bujía en la barra de pistón. A fin de alcanzar la bujía, por ejemplo, para reemplazarla, de preferencia el extremo de la barra de pistón que se muestra alejado del pistón, está abierto. Colocar la bujía en el pistón requiere de una alimentación de voltaje especial. Para este propósito, el motor de combustión interna está equipado en una modalidad preferida con la bujía, que está conectada con un conductor eléctrico que se extiende dentro de la barra de pistón, de la cual una parte de alimentación de voltaje es deslizable a lo largo de un dispositivo de alimentación de voltaje alargado. De acuerdo con otro aspecto más de la invención, el motor de combustión interna, además, está provisto ventajosamente de medios para dosificar el aire o una mezcla de combustible y aire al cilindro; dicho medio de alimentación comprende por lo menos un dispositivo dosificador, conectado con la flecha principal y, de esta manera, girable alrededor de por lo menos una abertura de alimentación; dispositivo dosificador que puede ser llevado a regulación con la abertura de alimentación, mediante la rotación. Dicho dispositivo dosificador que gira junto con la flecha principal puede obtenerse mucho más fácilmente, tanto en el aspecto constructivo como desde el punto de vista del control, que los barriles de cilindro deslizables, de acuerdo con el estado de la técnica discutido más arriba. A fin de llevar la abertura dosificadora lo suficientemente grande para controlar con la abertura de alimentación, para permitir que se suministre una cantidad considerable de aire o de mezcla de combustible y aire, de preferencia tiene una abertura dosificadora en la forma de un segmento de circulo. Además, el dispositivo dosificador, a fin de proveer a diversos cilindros aire o una mezcla de combustible y aire, incluye múltiples aberturas dosificadoras en forma de segmento de circulo, de diversos radios y/o con diversas longitudes. Otro aspecto de la invención provee el motor de combustión interna del tipo discutido arriba, en el que cada barra de pistón está montada deslizablemente en un buje de guia, y está conectada con el brazo correspondiente por medio de una junta universal que es movible transversalmente con respecto a la dirección de movimiento del pistón. Al instalar la barra de pistón en un buje de guia, el pistón puede ser movido de manera rectilínea en forma de movimiento recíproco en el cilindro, sin tocar directamente la pared del cilindro. En comparación con los pistones convencionales que se mueven hacia arriba y hacia debajo de una manera oscilante, la resistencia interna del motor, provocada por ello, disminuye, al igual que el desgaste. La junta universal con un posibilidad de un movimiento extra, transversalmente con respecto a la dirección de compresión, previene que ocurran fuerzas y momentos adicionales en la posición de la conexión entre la barra de pistón y el brazo, como consecuencia de los movimientos de operación no totalmente uniformes en ese punto. De acuerdo con otro aspecto más de la invención, se provee el motor de combustión interna con un sistema para la lubricación de los pistones, que comprende por lo menos una linea de alimentación del medio de lubricación en la barra de pistón del pistón que se va a lubricar, y por lo menos una abertura de flujo de salida en la camisa del pistón que está conectada con la linea de alimentación. De esta manera se pueden distribuir los medios de lubricación de una manera simple a lo largo de la circunferencia del pistón. De preferencia la linea de alimentación de los medios de lubricación está colocada en las inmediaciones del fondo del pistón, de modo que sea enfriada por los medios de lubricación . A fin de garantizar una dosificación precisa de los medios de lubricación, se puede incluir en la abertura de flujo de salida un material que sea permeable para los medios de lubricación. De preferencia el pistón muestra anillos de pistón en ambos lados de la abertura de flujo de salida, y se extienden circularmente alrededor de la camisa del pistón, con la que la capa de los medios de lubricación está encerrada. Si se han formado en la pared del cilindro aberturas de admisión y de escape, se prefiere en ese caso que la anchura de los anillos de pistón sea por lo menos igual al diámetro de las aberturas de dado, de modo que éstos puedan pasar uniformemente por las aberturas de admisión y de escape . De acuerdo con otro aspecto adicional de la presente invención, el motor de combustión interna del tipo discutido más arriba muestra la característica de que la pared del cilindro está configurada como una parte. En el motor conocido de la patente estadounidense mencionada con anterioridad, cada cilindro consiste de dos mitades, conectadas entre sí aproximadamente en un plano de simetría del motor. De esa manera, se sitúa la división en el punto del área de combustión, donde la carga térmica es la máxima y, además, cambia considerablemente en las variaciones del coeficiente de compresión. Dicha división en la posición menos favorable se previene con la pared de cilindro de forma integral . En relación con el manejo térmico del motor de combustión interna de acuerdo con la invención, que, al contrario de los motores convencionales, no posee un bloque de motor masivo con líneas de enfriamiento en él, el motor de acuerdo con un aspecto adicional de la invención está provisto de una camisa de enfriamiento que encierra el cilindro. De esa manera, la pared del cilindro todavía puede ser enfriada adecuadamente. A fin de simplificar el ensamble del motor y para llevar al punto óptimo el enfriamiento, de preferencia la camisa de enfriamiento y la pared de cilindro están configuradas como una parte. En una modalidad preferida del motor de combustión interna, el cilindro es deslizable en la dirección de movimiento de los pistones. Con ello, se puede variar el momento de la apertura y el cierre de las aberturas de admisión y escape, ya que se puede variar la cantidad de apertura. De esta manera se puede controlar la capacidad, el uso y la emisión. Si el motor de combustión interna de acuerdo con la invención finalmente está provisto de varios cilindros que están divididos equitativamente alrededor de la flecha principal, con lo que se sujetan los brazos de los diversos pistones a una corona de apoyo común, que determina la apertura de cada brazo, de primera vista, se logra una capacidad considerable de motor; mientras que por otra parte, las cargas sobre los brazos y con ello sobre la flecha principal, se distribuyen más equitativamente. Los brazos y la corona de apoyo forman de esa manera, de hecho, un disco oscilante, debido a lo cual este motor de combustión interna toma el nombre de motor con disco oscilante. Se describirá ahora la invención sobre la base de varios ejemplos que están destinados únicamente a ser ilustrativos, pero de ninguna manera a servir como limitación. Se hace referencia a los dibujos anexos, en los que : La figura 1 es una vista en perspectiva del motor de combustión interna de acuerdo con la invención. La figura 2 es una sección longitudinal del motor, en la que los discos oscilantes se han dejado fuera. Las figuras 3A, 3B y 3C, en combinación, muestran un motor de combustión interna que se corresponde con la figura 2, en el que los componentes han sido dejados fuera. La figura 4A muestra una sección longitudinal del motor de combustión interna ensamblado completamente. La figura 4B muestra una vista extrema de acuerdo con la flecha B en la figura 4A, en la que los componentes presentes en diversos planos del motor están mostrados esquemáticamente . La figura 4C muestra el dispositivo dosificador con las aberturas en forma de segmento de circulo. La figura 4D muestra esquemáticamente la posición del disco dosificador con respecto a los demás componentes, que están situados en otros planos, del sistema de alimentación de combustible y aire. La figura 5 muestra una vista en sección de una mitad de la flecha principal, con un moleteado en ella. La figura 6 muestra una sección longitudinal del motor de combustión interna con una modalidad alternativa de los medios para variar el coeficiente de compresión. La figura 7 es una vista en perspectiva del pistón, la barra de pistón y la junta universal, cuando se aplica en el motor de combustión interna de acuerdo con las figuras 1 a 6. La figura 8 muestra, en sección longitudinal, los componentes más importantes de la transmisión entre los pistones y la flecha principal, en la que está aplicada una conexión alternativa entre las barras de pistón y los discos oscilantes . La figura 9 es una vista en perspectiva del pistón, la barra de pistón y la junta de rótula como se aplican en el motor de combustión interna de la figura 8; y La figura 10 es una vista en perspectiva del pistón y, de nuevo, otra modalidad de la barra de pistón y la junta de rótula. Un motor 1 de combustión interna (figura 1) comprende varios cilindros (en el ejemplo mostrado son dos) cilindros 2, en cada uno de los cuales se mueven reciprocamente dos pistones 3 uno contra el otro (figura 2). Entre los pistones 3, en cada cilindro 2, se forma un espacio de combustión 35; mientras que el espacio 102 detrás de cada pistón 3 funciona como espacio de depuración (que será discutido adicionalmente más adelante) . El motor de combustión interna 1 está ilustrado en el ejemplo mostrado como un motor de dos tiempos, en el que los pistones 3 forman las bombas de depuración. Cada pistón 3 está conectado, por medio de una barra o biela de pistón, con un brazo correspondiente 5. Los brazos 5 de los diversos pistones 3 están sujetados en una corona de apoyo común 6, que determina una abertura 7. Las dos coronas de apoyo 6 en ambos lados del motor 1 están conectadas por medio de una flecha principal 8, y dicha flecha está soportada giratoriamente en cojinetes en las aberturas 7, por medio de dos cojinetes esféricos 76. Esta flecha principal 8 encierra un ángulo con la linea central Ci de cada abertura 7, y para este propósito muestra segmentos de apoyo 9, donde las coronas de apoyo 6 están soportadas en cojinetes, y que están bajo el mismo ángulo OÍ con respecto a la linea central. Como consecuencia de esta corona de apoyo bajo un ángulo, el anillo 6 con los brazos 5 en él, ejecutará un movimiento de oscilación cuando gira la flecha principal 8, como está representado esquemáticamente por las lineas de rayas y puntos en la figura 1 y en las figuras 4A, 6 y 8. El ensamble del anillo 6 y los brazos 5, de esa manera, también está indicado como un disco oscilante 65. Además, estará claro que, en realidad, la relación entre los movimientos es totalmente opuesta: los brazos 5 son llevados a un movimiento oscilante por los pistones 3 y las barras de pistón 4, que se mueven reciprocamente; y dicho movimiento se convierte en un movimiento de rotación de la flecha principal 8. Los cilindros 2 están sujetados con sus extremos 10 dentro de muescas 11 en las dos placas extremas colocadas opuestas una a la otra 12, 13, que están conectadas entre si mediante pernos 14 y tuercas 15. La placa extrema 12 muestra de esa manera un buje de apoyo giratorio 16, que se extiende hasta aproximadamente la mitad de la longitud de los cilindros 2, y en el que la flecha principal 8 está soportada en los cojinetes por medio de un cojinete esférico 17. La flecha principal 8 se extiende adicionalmente en alejamiento de las aberturas 18, 19, en las placas extremas 12, 13. Las placas extremas 12, 13 muestran adicionalmente aberturas 20, en las que están sujetos los bujes de guia 21, en los que, a su vez, están soportadas las barras de pistón 4 deslizablemente en los cojinetes. Estas barras de pistón 4 están sujetas en los pistones correspondientes 3, por medio de pernos 22, que encajan en las aberturas 23, 24, en cada pistón 3, respectivamente, y en cada barra de pistón 4, y que están sujetos con tuercas 25. Para la conexión de las barras de pistón 4 con los brazos 5 sobre el disco oscilante 65 se hace uso, en la muestra mostrada, de juntas universales 66 (figura 7). Cada junta universal 66 está formada por una horquilla 67, sujeta en el extremo libre de la barra de pistón 4. Esta horquilla 67 muestra dos aberturas 68, en las que dos brazos 69 de una cruz 70 están soportados pivotalmente en cojinetes. Los otros dos brazos 71 de la cruz 70 están soportados pivotalmente en cojinetes en un gancho 72 en el extremo libre del brazo 5. Debido a que este extremo libre del brazo 5 en el movimiento oscilante alrededor de la flecha principal giratoria 8 no se mueve totalmente en forma rectilínea, sino que describe un arco cuyo punto medio está en la línea central de la flecha principal 8, la cruz 70 también puede moverse durante el movimiento oscilante, en menor grado, hacia y desde la flecha principal 8. A fin de prevenir que, debido a ello, la junta universal 66 y con ella la barra de pistón 4 esté cargada transversalmente con respecto a la dirección de movimiento del pistón 3, los brazos 69 no solamente son pivotables, sino que también están soportados deslizablemente en cojinetes en las aberturas 68. Para una modalidad alternativa, en lugar de la junta universal 66, se aplica una junta esférica 109 (figura 8). Esta junta esférica 109 está soportada en cojinetes en una abertura 110 en la pared circunferencial 28 de la barra de pistón 4. A fin de mantener suficiente espacio libre en la barra de pistón 4 para permitir que pase una bujía 38 (como se discutirá más adelante) , la pared lateral 28 muestra en la ubicación de la junta esférica 109, una parte sobresaliente 111. En esta modalidad, el motor de combustión interna 1 está provisto adicionalmente de dos placas adicionales 112, 113, que están equipadas a cierta distancia fuera de las placas extremas 12, 13. En estas placas 112, 113 se han construido cojinetes deslizables 114, que forman un cojinete adicional para las barras de pistón 4. También la flecha principal 8 puede estar soportada adicionalmente en cojinetes en las placas extremas 112, 113, aunque esto no ha sido mostrado aqui. Más aún: cada barra de pistón 4 y el pistón correspondiente 3, están provistos de una linea 26, 27 de alimentación de medios de lubricación, debido a la cual se puede transporta lubricación desde un punto central de alimentación, por una parte, a la circunferencia exterior 28 de la barra de pistón 4, a fin de ubicar el movimiento deslizante en el buje de guia 21; y por la otra, a la camisa 29 del pistón 3, a fin de lubricar de esta manera el movimiento del pistón 3 a lo largo de la pared interior 30 del cilindro 2. La linea de alimentación 27 del medio de lubricación en el pistón 3, corre en las inmediaciones del fondo 31 del pistón, que de esta manera es enfriado en cierta medida. La linea 27 de alimentación de medio de lubricación finaliza en una muesca que se vuelve redonda 32, en la camisa de pistón 29, que funciona como una abertura de flujo de salida, y en la que está incluido un anillo 3 de material permeable para los medios de lubricación. De esta manera se garantiza una dosificación muy precisa de las cantidades relativamente pequeñas de medio de lubricación a lo largo de la pared 30 del cilindro. A fin de cerrar prácticamente los medios de lubricación alrededor del pistón 3, se han construido anillos 34 de pistón, de forma anular, en ambos lados de la abertura 32 de flujo de salida, que sobresalen en cierto grado fuera de la camisa de pistón 29. Estos anillos de pistón 29 están hechos relativamente anchos, y muestran una sección transversal en forma de I, cuyo uso se explicará más adelante. El fondo 31 de cada pistón 3 está hecho en forma semiesférica, en el ejemplo mostrado, de manera que los dos pistones 3 en el cilindro 2, determinen juntos un espacio de combustión 35 de forma principalmente esférica (figuras 2, 4A, 6, 8) . Sin embargo, solamente se puede obtener una forma verdaderamente esférica al máximo coeficiente de compresión. Como se explicará más adelante, la forma del espacio de combustión 35 se desvia cada vez más de la forma esférica, a medida que disminuye el coeficiente de compresión. En uno o ambos pistones 3, el fondo 31 de pistón está provisto de una abertura central 36, a través de la cual sobresale la cabeza 37 de una bujía 38. En el ejemplo mostrado, la bujía 38 está colocada en el lado de admisión, relativamente frío, del motor 1, como se discutirá posteriormente. El cuerpo de la bujía 38 está sujetado de esa manera en la barra de pistón 4, que está hecha hueca. El extremo 39, opuesto al pistón 3, de la barra de pistón 4, está abierto, de modo que se pueda alcanzar la bujía 38, desde el extremo 39 de la barra de pistón 4, por ejemplo, para poder reemplazarla. También la conexión entre la barra de pistón 4 y el disco oscilante 65, en la primera modalidad, y por tanto la junta universal 66, están construidos huecos, por supuesto, como en 116. Tal como se discutió más arriba, en la modalidad alternativa de la conexión que está mostrada en la figura 8, la junta esférica 109 está soportada en cojinetes en el exterior de la barra de pistón hueca 4. A fin de tener suficientes posibilidades para poder manejar la bujía 38, el extremo libre 39 de la barra de pistón 4 está ensanchado (figura 10) para otra variante más. Además de ella, en el ejemplo mostrado, se han provisto en los cuatro pistones 3, aberturas centrales 36. Además de producir ventajas técnicas (un solo diseño de pistón es suficiente) , esto ofrece posibilidades interesantes para el uso del motor 1. Asi, se pueden recoger las bujías 38 en ambos pistones 3 (figura 8) . Cuando estas dos bujías 38 son alimentadas con voltaje en cada tiempo de trabajo del motor 1, se obtiene con ello una doble ignición y una combustión más rápida y más igual. Esto da por resultado mejores rendimientos, un desgaste menor y una emisión reducida del motor 1. Por otra parte, es concebible que las bujías 38 sean alimentadas alternadamente con voltaje. En ese caso, su esperanza de vida aumenta considerablemente, de modo que no tengan que ser cambiadas tan regularmente. Finalmente, por supuesto, es posible que únicamente funcione una sola bujía 38 por cilindro 2. Para este propósito, la abertura no usada 36 para bujía tiene que ser taponada con un tapón (no mostrado aquí) .

Para la alimentación de voltaje a la bujía 38, ésta está conectada con un conductor eléctrico 40 que se extiende dentro de la barra de pistón hueca 4. Este conductor 40 es movible a lo largo de un elemento 41 de alimentación de voltaje, alargado, debido a lo cual se transfiere el voltaje a través de un impulso por el conductor 40. En la modalidad de la figura 4A, este elemento 41 de alimentación de voltaje está presentado como un tubo, que se erige sobre una pata 42 en una parte 43 del bastidor del motor y se extiende en la barra de pistón hueca 4, alrededor del conductor 40. En otra modalidad, que está presentada en la figura 6, el conductor 40 muestra una parte 44 de alimentación de voltaje que se asienta contra la circunferencia exterior 28 de la barra de pistón 4, y el elemento 41 de alimentación de voltaje está incluido en el buje 21 de guia. Cada uno de los cilindros 2 es provisto con una mezcla de combustible y aire a través de las aberturas de admisión 45, que están formadas divididas en la pared del cilindro 30, y están conectadas con una linea anular 46 (figuras 4A, 6) . La linea anular 46, a su vez, está conectada con un múltiple 103, en el cual se recolecta el aire suministrado. Entre este múltiple 103 de recolección y las lineas anulares 46, se pueden equipar válvulas estranguladoras 104 (figura 4B) ; pero también es concebible que el suministro de aire se controle totalmente por medio de un sistema dosificador que se va a discutir más adelante, con base en un dispositivo dosificador 58 en forma de disco (figura 4C) . Además, el diámetro de cada linea anular 46 puede ser principalmente constante, como se muestra en la mitad derecha de la figura 4B. Sin embargo, este diámetro -considerado desde la conexión con el múltiple de recolección 103- también puede disminuir en la dirección del flujo de la mezcla de combustible y aire, como se puede ver en la mitad izquierda de la figura 4B; si se considera ventajoso esto para una distribución igual de la mezcla sobre el cilindro 2. Además, en los ejemplos mostrados, está provista la linea anular 46 de un múltiple de inyección 105 ensanchado, en la ubicación de la conexión con el múltiple de recolección 103. En este múltiple de inyección 105 está incluido un dispositivo de inyección 52, con el que se mezcla el combustible con el aire succionado. El múltiple de recolección 103 está conectado por medio de una linea (no mostrada aquí) con segmentos de linea 47 que están formados en las inmediaciones de las aberturas 18, 19 en las placas extremas 12, 13. Opuestas a estos segmentos de linea 47, en cada placa extrema 12, 13, hay partes de linea 48 que se extienden radialmente con respecto a la flecha principal 8, cada una de las cuales está en conexión con un espacio de depuración 102, detrás del pistón correspondiente. Opuesta a estas partes de linea 48 y, por tanto, contigua a los primeros segmentos de linea 47, pero a mayor distancia de las aberturas 18, 19, hay en cada caso una abertura o boca de alimentación 49 de una linea de alimentación 50, que se extiende radialmente a través de la placa extrema 12, y se puede conectar por medio de una pestaña 51, con un tubo de succión de aire (no mostrado aquí) . Para la dosificación de la mezcla de combustible y aire, o por lo menos el aire succionado, en el ejemplo mostrado, se hace uso también de dos dispositivos dosificadores 58 en forma de disco, cada uno de los cuales muestra una abertura central 64 y están sujetos firmes contra su rotación sobre la flecha principal. Cada dispositivo dosificador 58 en forma de disco se extiende desde entre el primer segmento de linea 47 y la boca 49 de la linea de alimentación 50, por una parte, y la parte 48 de linea radial, por otra parte. A fin de hacer giratorio este dispositivo dosificador 58, está soportado en cojinetes en la placa extrema 12, y están incluidos en la parte de placa 59 el primer segmento de linea 47 y la boca 49, que está sujeta en una depresión 60 en la respectiva placa extrema 12, 13. Cada dispositivo dosificador 58 está provisto de varias aberturas dosificadoras 61, 62, que tienen aquí la forma de segmentos de círculo; los cuales, durante una parte de cada rotación de la flecha principal 8, permanecen en control con las diversas aberturas o partes de línea de la placa extrema 12 o 13, respectivamente. En el ejemplo mostrado, el disco dosificador 58 muestra una primera abertura dosificadora 61, cercana a su borde exterior 63, que se extiende hasta aproximadamente la mitad de la circunferencia. Esta primera abertura dosificadora 61 forma una conexión entre la abertura o boca de alimentación 49 de la línea de alimentación 50, y la parte de línea radial 48. El dispositivo dosificador 58 muestra adicionalmente una segunda abertura dosificadora 62, que está formada con otro radio, en este caso, más cerca de la abertura central 64. Esta abertura dosificadora 62, que cubre aproximadamente la mitad de la circunferencia del disco dosificador 58, establece una conexión entre la parte de línea radial 48 y el segmento de línea 47, que está conectado finalmente con la línea anular 46. Así, en cada rotación de la flecha principal 8, con el disco dosificador 58 con ella, se conecta alternativamente la boca 49 con la parte 48 de línea radial y posteriormente se conecta esta parte de línea 48 con el segmento de línea 47. De esa manera, durante una carrera de compresión de los pistones 3, cuando se mueven desde su punto muerto inferior (BDP) a su punto muerto superior (TDP) , se succiona aire desde la línea de alimentación 50, a través de la boca 49 y la abertura dosificadora 61, hasta el espacio de depuración 102. Durante la siguiente carrera de trabajo de los pistones 3, desde su BDP a su BDP, ese aire es presionado por medio de la parte de linea radial 48 y el segmento de linea 47, hacia una linea de conexión (no mostrada aquí), que conduce al múltiple de recolección 103. Desde el aire fluirá entonces a la linea anular 46, en la que el combustible será inyectado; después de lo cual la mezcla de combustible y aire formada de esta manera fluye a través de las aberturas 35 de admisión, hacia el cilindro 2. Es de hacer notar que, en la mitad inferior de la figura 4A, se muestra una alternativa para la linea anular 46. Aquí se hace uso de una pared extrema 106, que sobresale desde el buje de cojinete 16 y se conecta de manera selladora con la pared de cilindro 30. Esta pared extrema 106 determina con la pared de cilindro 30, el buje de cojinete 16 y la placa extrema 12, un múltiple de alimentación 107, desde el cual fluye la mezcla de combustible y aire hacia las aberturas de admisión 35. Después de la combustión, se descargan los gases de escape de cada cilindro 2 a través de una pluralidad de aberturas de escape 53, formadas en la pared de cilindro 30, que también están conectadas con una linea anular 54. La dirección de flujo de los gases en el cilindro 2, de tal manera, es como se indica mediante las flechas MF de izquierda a derecha en el dibujo. La linea anular 65 en el lado de escape termina en una linea de descarga 55 que, a su vez, está conectada con un sistema de escapa (no mostrado aquí) . Tal como se indicó más arriba, los anillos de pistón 34 están hechos relativamente anchos. En cualquier caso, deben mostrar una anchura tal, que puedan pasar por las aberturas de admisión 45 y las aberturas de escape 53, sin ningún problema. La anchura de los anillos de pistón 34, para este propósito, es por lo menos igual a las dimensiones de las aberturas de admisión y escape 45, 53, en la dirección de movimiento de los pistones 3. En el ejemplo mostrado, las lineas anulares 46, 54 para la alimentación de la mezcla de combustible y aire y, respectivamente, la descarga de los gases de escape, están formadas como una sola parte con el cilindro 2. Esto se aplica también para la camisa de enfriamiento 56, que determina una pluralidad de canales mutuamente conectados 57A, 57B, 57C, para un liquido de enfriamiento, alrededor de la pared 30 del cilindro. Además, la pared 30 del cilindro también está formada como una sola parte entre las placas extremas 12, 13. Asi pues, no se presenta una división en el plano de simetría del motor, como en el caso del motor conocido, con disco oscilante. Aunque el cilindro 2 en los ejemplos mostrados está fijado entre las placas extremas 12, 13, también es concebible que esté soportado deslizablemente en cojinetes. Cuando el cilindro se está moviendo, la cantidad de traslape entre los pistones 3 y las aberturas de admisión y de escape 45, 53 varía, así como el momento en que estas aberturas 45, 53 son liberadas por los pistones 3. De esta manera, se puede controlar la capacidad provista por el motor 1. Dicho control haría superfluas las válvulas estranguladoras 104, además de que también se puede controlar de esta manera, por supuesto, la capacidad de utilización y la emisión. Dado que el motor de combustión interna del tipo descrito hasta ahora, es decir, el llamado motor con disco oscilante, es excelentemente adecuado para variar de manera simple el coeficiente de compresión, por lo tanto también varia la proporción entre el volumen de carrera total del cilindro 2, cuando los dos pistones 3 se encuentran en su punto muerto inferior (BDP) , y la capacidad del espacio de combustión 35 es determinado por los pistones 3 en su punto muerto superior (TDP) . De acuerdo con la presente invención, el motor 1 con disco oscilante provee medios 73 para variar el coeficiente de compresión formado por la combinación de una división 74 en la flecha principal 8 y los medios de transmisión 75, para mover separadamente las partes de flecha 8L, 8R, formadas de esta manera, una con respecto a la otra. En los ejemplos mostrados, los medios de transmisión 75 comprenden respectivamente un huso roscado 77, que está soportado en cojinetes en una de las mitades de flecha 8L, 8R, y coopera en cada caso con una tuerca 78, recibida en la otra mitad de la flecha. Esta tuerca 78 muestra dos segmentos roscados dirigidos opuestamente 78L, 78R, cada uno de los cuales coopera con una de las partes de flecha 8L, 8R (figuras 4A, 6) . Para girar el huso roscado 77, se puede hacer uso de un motor eléctrico o de un motor hidráulico . En la modalidad de acuerdo con la figura 4A, el huso roscado 77 es movido por medio de presionar un liquido hidráulico hacia uno de los múltiples 79, 80, en ambos lados de un pistón, conectado con el huso roscado 77. El huso roscado 77 está provisto aqui de un segmento roscado 81R, con un paso grande, que coopera con un segmento roscado internamente 81L, en la tuerca 78. De esta manera, cuando se mueve el huso 77, girará la tuerca 78, con lo que los segmentos dirigidos opuestamente 78L, 78R, a su vez, cooperan con la rosca interna 82 en las partes huecas 83 de las partes de flecha 8L, 8R, que, debido a ello, se mueven para separarse una de la otra, o para acercarse una a la otra. De esa manera, cambia la distancia entre los segmentos de cojinete 9 y, consecuentemente la distancia entre los discos oscilantes 65 y entre los pistones 3, tanto en su BDP como en su TDP. Este cambio conduce a un cambio en el coeficiente de compresión del motor 1 con disco oscilante. Debido a que una de las partes de flecha, aquí la parte de flecha derecha 8R, en la dirección longitudinal está soportada de manera inamovible en cojinetes, la otra parte de lecha 8L se moverá reciprocamente. Para el cojinete de la mitad de flecha 8R, ésta está provista con una depresión 84 que agarra alrededor del muñón 85 de flecha, que está sujeto a una parte de cierre 86R del bastidor del motor. Por el contrario, la otra mitad de flecha 8L muestra por si misma un muñón de flecha 87 que está soportado deslizablemente en los cojinetes de una abertura 88, en una parte opuestamente cerrada 86R del bastidor de motor. El segmento 9 de cojinete en la mitad 8R con los cojinetes fijos de la flecha principal no está cargado en la dirección longitudinal de la flecha 8 y, por lo tanto, se puede formar simplemente. Contrariamente a esto, el segmento de cojinete 9 en la mitad de flecha deslizable 8L, ha sido perfilado a fin de que pueda pasar las cargas al disco oscilante 65. Además de eso, las dos mitades de flecha 8L, 8R también muestran una llamada AsplineQT 108 y 115, respectivamente, con la que están conectados mutuamente de una manera libre de rotación. Estas AsplinesG 108, 115, son deslizables una con respecto a la otra, en dirección axial, con dientes que agarran unos con otros sobre la circunferencia exterior de la mitad de flecha 8L o, correspondientemente, la circunferencia interior de la mitad de flecha 8R (figuras 4A, 6), que pasan el par de torsión ejercido sobre estas dos mitades de flecha 8L, 8R. En una modalidad alternativa de los medios 73 que varían el coeficiente de compresión, la transmisión del huso roscado 77 no se efectúa en la flecha principal 8, sino fuera de ella (figura 6) . De esa manera, el huso roscado 77, con los segmentos opuestos de rosca 81L, 81R, se conecta directamente con las roscas internas 82 de las partes huecas 83 de las partes de flecha 8L, 8R. El huso roscado, relativamente grueso, está conectado por medio de una mordaza de par de torsión 89, conectada con una barra de conexión 90, que se extiende a través de la flecha principal 8, al exterior del bastidor del motor. Esta barra 90 está soportada por medio de un cojinete de rodillos 91, en las inmediaciones del extremo de la flecha principal 8, y se extiende desde allí, a través de un diferencial 91. Con ayuda de una llave 92, se conecta el extremo de la barra 90 fijamente contra la rotación con un disco dentado 93, del diferencial 91; el que, a su vez, está conectado por medio de ruedas dentadas de forma cónica 94, con un disco dentado intermedio 95. Las ruedas 94 dentadas de forma cónica están soportadas en cojinetes, en un anillo giratorio 96. El disco intermedio 95 está conectado por medio de una segunda serie de ruedas dentadas 97 de forma cónica, con los dientes fijos 98 en el bastidor del motor. Las ruedas cónicas 97 están soportadas en cojinetes en un anillo fijo 98, que está conectado con un anillo giratorio 96, por medio de un gusano 99. Cuando este gusano 99 gira, el anillo giratorio 96 es girado alrededor del anillo fijo 98, debido a lo cual es girada la barra 90, y con ella el huso roscado 77. Al poner el diferencial 91 intermedio, el huso roscado 77, en esta modalidad, puede ser girado con un motor que opera, asi como cuando el motor no está operando. Para la transferencia del momento de giro de la flecha principal 8, como consecuencia de los movimientos oscilatorios continuos de los discos oscilantes 65, hacia uno o más usuarios, está provista la flecha principal 8 con un anillo dentado 100. Este puede estar engranado con una o más ruedas dentadas 101 (figura 4B) , que transportan el movimiento giratorio al exterior del motor. De esa manera, estas ruedas dentadas 101 pueden ser ejecutadas como volantes. La posición del anillo dentado 100 sobre la flecha principal 8, en principio, se puede seleccionar libremente. Por lo tanto, está colocado en la modalidad del motor de acuerdo con las figuras 1 y 2, cerca de la placa extrema 13; mientras que, en la modalidad de la figura 4A, se seleccionó un sitio central. Finalmente, en la modalidad de la figura 6, el anillo dentado 100 está ejecutado como una rueda de volante, y está montado en el extremo libre de la flecha principal 8. De esta manera, el llamado motor con disco oscilante descrito en lo que antecede, de acuerdo con la presente invención, ofrece un número grande de ventajas, en comparación con el diseño anterior de motor. Si bien la invención anterior ha sido aclarada sobre la base de varios ejemplos, está claro que no está limitada a ellos, sino que puede variarse en muchas formas diferentes. En particular, se pueden aplicar todos los aspectos nuevos de la invención en diversas combinaciones, al mismo tiempo que se retienen las ventajas relacionadas con ellas. Por lo tanto, el alcance de la invención también está especificado exclusivamente por las reivindicaciones que vienen a continuación .

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. - Motor de combustión interna que comprende: - por lo menos un cilindro con dos pistones en él, movibles reciprocamente, dirigidos opuestamente, cada uno de los cuales está conectado por medio de una barra de pistón, con un brazo correspondiente; en donde cada brazo muestra una abertura en la que está soportada en cojinetes una flecha principal que conecta los dos brazos; y dicha flecha principal incluye un ángulo con una linea central de cada abertura; y - medios para variar el coeficiente de compresión en el cilindro; caracterizado porque los medios para la variación del coeficiente de compresión comprenden una división en la flecha principal, asi como medios de impulso a fin de mover las partes formadas de la flecha principal, para separarlas.

2. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de impulso comprenden un huso roscado, incluido en la división de la flecha principal, que está soportado en cojinetes en una de las partes de la flecha, y que coopera con una tuerca recibida en la otra parte de la flecha.

3. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de impulso comprenden un motor eléctrico o un motor hidráulico, recibido en la flecha principal, que impulsa el huso roscado.

4. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de impulso comprenden un dispositivo de ajuste, colocado fuera de la flecha principal, y conectado por medio de un diferencial, con el huso roscado.

5. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con la parte inicial de la reivindicación 1, caracterizado por al menos una bujía, que sobresale a través del fondo de uno de los pistones.

6. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la barra de pistón es hueca y la bujía está asegurada a la barra de pistón.

7. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el extremo que está alejado de la barra de pistón, está abierto.

8. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por un conductor eléctrico conectado con la bujía, que se extiende hacia la barra de pistón, una parte del cual, que alimenta voltaje, es movible a lo largo de un dispositivo alargado de alimentación de voltaje.

9. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado por medios para dosificar al cilindro la alimentación de aire o de una mezcla de combustible y aire; dichos medios de alimentación comprenden un dispositivo dosificador giratorio, a lo largo de por lo menos una abertura de alimentación, que puede ser controlada con la abertura de alimentación por medio de la rotación del dispositivo dosificador.

10. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la abertura dosificadora tiene la forma de un segmento de circulo.

11. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el dispositivo dosificador muestra múltiples aberturas dosificadoras en forma de segmento de circulo, de diversos radios y/o diversas longitudes .

12. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado porque cada barra de pistón está incluida deslizablemente en un buje de guia, y está conectada con el brazo correspondiente por medio de una junta universal movible transversalmente con respecto a la dirección de movimiento del pistón.

13. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado por un sistema para la lubricación de los pistones, que comprende por lo menos una linea de alimentación de medio lubricante, incluida en la barra de pistón del pistón que se va a lubricar, y por lo menos una abertura de salida de flujo, conectada con la linea de alimentación en la camisa del pistón.

14. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la linea de alimentación de medio lubricante corre en las inmediaciones del fondo del pistón.

15. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque está incluido un material permeable al lubricante, en la abertura de salida de flujo.

16. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el pistón, en ambos lados de la abertura de salida de flujo muestra anillos de pistón de forma anular, alrededor de la camisa del pistón.

17. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque en la pared del cilindro están formadas aberturas de admisión y de escape, y la anchura del anillo de pistón es por lo menos igual al diámetro de esas aberturas.

18. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado porque la pared de cilindro está formada como una sola parte.

19. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado por una camisa de enfriamiento que encierra el cilindro.

20. - Motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la camisa de enfriamiento y la pared del cilindro están formadas como una parte .

21. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, o de acuerdo con el comienzo de la reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro es deslizable en la dirección de movimiento de los pistones.

22. - Motor de combustión interna de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un número de cilindros repartidos equitativamente alrededor de la flecha principal; de manera que los brazos de los diversos pistones estén sujetados a una corona de apoyo común, que determina la apertura de cada brazo .