DESCRIPCIÓN DEL INVENT.

Con el propósito de cubrir algunas características técnicas no mencionadas en la Solicitud Internacional PCT/MX 01/00072 del Tratado de Cooperación en Materia de Patentes PCT, se elabora el presente documento.

Como ya se describió en la anterior Solicitud Internacional, las piezas que forman parte del invento son pistones, pernos, bielas y el cigüeñal quienes con su muy bajo peso proveen un gran numero de ventajas, con lo cual se logra aumentar substancialmente el rendimiento de todos los motores de cuatro tiempos con configuraciones en línea.

Con el fin de lograr una superficie completamente plana para el contacto del pistón contra la biela y el perno, este ultimo utiliza dos anillos para perno, los cuales además de conseguir la superficie deseada permiten emplear pernos más pequeños, así como bielas con cabezas más pequeñas con una excelente área de contacto.

Todas las figuras son aprovechadas en esta ocasión para representar piezas de un motor a gasolina, siendo por consiguiente de una estructura mucho menos robusta, pero también pueden aplicarse las siguientes características técnicas en motores Diesel.

En la figura 1 se aprecia la biela (B), el perno (T) y los dos anillos para perno (Q) con perforaciones a los lados, con estos anillos se forma una superficie completamente plana junto con la parte superior de la cabeza de la biela (S). El perno se instala a presión sobre la biela y posteriormente se instalan los dos anillos a presión sobre el perno.

En la figura 2 se muestra el pistón (P); donde se señala que el hemisferio del puente (D) junto con los hoyos de las laterales de la falda (O) forman un solo nivel, obteniendo de este modo una superficie completamente plana. de un extremo al otro de la falda, para el contacto con la bi, la y los dos anillos para perno.

En la figura 3 están de frente el pistón (P), la biela (B), el perno (T) y los dos anillos para perno (Q), mostrando a través de la línea la forma de la instalación, donde además se puede apreciar que se utiliza todo el ancho de la falda del pistón como área de contacto para la biela y los dos anillos para perno.

En la figura 4 se muestra de lado el pistón (P), donde se aprecia que el puente (D) junto con los hoyos de las laterales de la falda (O) forman una superficie de contacto de un solo nivel, en (F) se señalan los espacios vacíos dentro del pistón para disminuir su peso al mínimo.

En la figura 5 se muestran de lado la biela (B), el perno (T) y un anillo para perno (Q) ; donde se aprecia el gran diámetro exterior que forma la cabeza de la biela (S) y los anillos del perno para el contacto contra el pistón.

La cabeza de las bielas son pequeñas obteniendo un bajo peso, esto se debe a que la cabeza de las bielas junto con los dos anillos de los pernos colaboran con una superficie determinada para el contacto contra los pistones. La cabeza de la biela en colaboración con los dos anillos para perno forman una superficie de contacto con un diámetro igual al de un perno común; por lo que la cabeza de la biela tiene un diámetro exterior mucho menor que una biela común y por consiguiente tiene un menor peso, así como el perno que es instalado dentro de la cabeza de la biela es más pequeño y por consiguiente este también logra tener un menor peso.

En lo que respecta al cigüeñal sobre sus contrapesos extremadamente largos, angostos y delgados, estos pueden ser diseñados con filo en ambas esquinas con el propósito de cortar con mucha mayor eficiencia el aire en su camino y también para dejar detrás de estos una menor turbulencia por vacío. En la figura 6 se señala de frente solo una sección del cigüeñal en (C), donde se señala en (K) el filo de los contrapesos (W).

En la figura 7 se ve la misma parte del cigüeñal en (C) que en la figura anterior, pero desde un ángulo donde se puede apreciar mejor el filo en (K) de los contrapesos (W), así como el ancho muy reducido en la base de estos en (L).

Para mencionar los puntos importantes en el diseño de los contrapesos del cigüeñal, como ejemplo se menciona, que un peso puede ser balanceado por un peso de la mitad del primero siempre y cuando este ultimo se encuentre al doble de la distancia del eje ; siendo esto el principio que rige lo importante de poner el peso de los contrapesos lo más lejos posible de su eje, para así poder balancear el cigüeñal con un mínimo de peso por parte de los contrapesos; lo cual es representado gráficamente en la figura 8. En la figura 9 se señala en (A) el material de un contrapeso común, el cual ejerce un menor efecto para balancear, debido a que este no se encuentra exactamente del lado opuesto del muñón a balancear y por estar además cerca del eje del cigüeñal; mientras que en la figura 10 se indica que cerca de la base de los contrapesos en (L) se busca el menor ancho posible, siempre y cuando este resista el peso total del contrapeso.

En la figura 11 están instaladas en sus respectivos lugares todas las piezas ligeras para motores de cuatro tiempos en línea, mostrando aquí los dos anillos para perno (Q) y los contrapesos (W) con su forma cortante en (K).

El perno aunque es mucho más pequeño, mantiene la ventaja de tener una alta resistencia, debido que al ser extremadamente corto, sus esquinas están tan cerca del soporte que les provee la cabeza de la biela, que tales esquinas pueden resistir mayores esfuerzos, así como también hay que recordar que estos solo reciben y transmiten una parte de la energía total.

En las siguientes tres figuras se señala el porcentaje de la energía que más o menos recibe y transmite cada área de las distintas piezas, por supuesto sin tomar en cuenta la perdida de energía que existe entre una y otra transferencia, donde en la figura 12 se aprecia que el pistón transmite el 100 % a través de su centro, en la figura 13 la biela indica que recibe directamente del pistón aprocimadamente un 50 %, mientras que el resto se divide entre los dos anillos para perno con aproximadamente un 25 % para cada uno, entonces en la figura 14 el perno recibe en cada una de sus esquinas aproximadamente un 25 % y transmite por su centro un total de 50 %. De este modo comparando que los pernos comunes reciben un 50 % en cada una de sus esquinas y tienen que transmitir a través de su centro el 100 %, se puede apreciar que existe una gran diferencia en la forma de transferir la energía entre las piezas comunes y las piezas ligeras.

En la figura 15 se muestra un tipo de anillo, el cual en sus costados es angosto y en su parte superior e inferior contiene un mayor grosor, esto es para reducir el peso al mínimo, el costado angosto se señala con (Y). En la figura 16 se muestra otro tipo de anillo, el cual tiene pequeñas perforaciones colocadas simétricamente, estas también con el propósito de disminuir su peso, donde se señalan con (R).

Por otro lado, cuando no se emplean los dos anillos para perno en las piezas ligeras, también se puede tener pequeños diámetros en la cabeza de la biela y el perno, con una buena área de contacto para el pistón, encontrando por supuesto entre ambos diámetros la combinación adecuada que servirá como área de contacto optima. En la figura 17 se muestra en (P) el pistón para un motor a gasolina que no utiliza los dos anillos para perno, donde se aprecia el hemisferio del pequeño puente (D), en (F) se señalan los espacios vacíos dentro del pistón y en (T) se señala el perno con un diámetro relativamente pequeño.