MOTOR ROTATIVO HíBRIDO Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el sector del transporte y la industria en general.

Estado de la técnica

Los motores rotativos de émbolos tangenciales, actualmente en desarrollo, son maquinas térmicas con los cilindros situados tangencialmente al eje de giro. Consta de un bloque con los cilindros, pistones, bielas y demás elementos para el control y regulación del mismo. Los cilindros están situados tangentes al eje de giro y el cigüeñal en el centro del conjunto. Los pistones en su desplazamiento lineal, transmiten el movimiento al cigüeñal por medio de una palanca articulada en dos brazos; uno exterior unido al pistón por medio de una biela y el otro al que se ha practicado una ranura por donde se desliza el gorrón del cigüeñal. Esta disposición origina, que la longitud de la palanca de este brazo, varíe constantemente debido al giro del cigüeñal, modificando la relación entre ambos brazos.

Así mismo el hecho de que el bloque con todos los elementos gire, y el cigüeñal también (en sentido contrario), unidos ambos por engranajes a un eje común, hace que se requiera una potencia considerable para la puesta en marcha. La presente invención propone la introducción de un mecanismo que permite la operación de este tipo de motores con aire comprimido, bien simultanea o alternativamente. Por otra parte se proponen unas medidas para mejorar la relación de potencia entre los brazos de la palanca articulada y para que no sea necesario arrastrar el bloque con sus elementos durante la puesta en marcha. La invención se basa en el desarrollo del motor de émbolos tangenciales:

P9200867, CA9400571, solicitud P200401019 y P200401926. Descripción de la invención

El funcionamiento como motor híbrido, térmico-aire comprimido, se consigue mediante la introducción de unos mecanismos, actuados básicamente por el aire comprimido, si bien pueden ser operados y controlados electro-mecánicamente. El circuito de aire a presión esta controlado por una válvula de paso y una reguladora actuada por el acelerador para el control de la potencia durante la operación con aire comprimido; pasa al bloque del motor por una Junta Rotativa a través del eje de giro

delantero y actúa sobre: una válvula de despresurización de la cámara posterior del cilindro abriéndola, una válvula que corta el combustible al motor, abre la válvula de entrada de aire a la cámara de expansión y da presión a la válvula distribuidora. Esta ultima esta controlada por una leva actuada por el cigüeñal y tiene dos funciones, abrir y cerrar el paso de aire en el momento oportuno a la cámara de expansión y permitir la salida del remanente, para evitar la resistencia durante el retroceso del pistón. La válvula de admisión como motor térmico, opera por diferencia de presión para abrir y cerrar, estando ligeramente cargada con muelle en el sentido de cierre. El funcionamiento como motor térmico es como sigue: Durante la puesta en marcha, el cigüeñal por medio de la palanca articulada y la biela, arrastra el pistón en recorrido lineal por el cilindro, así el aire, a través de un filtro y una válvula de laminas, es absorbido durante el recorrido hacia delante, a la cámara posterior del cilindro, comprimido en su recorrido hacia atrás y cuando el pistón libera la tobera de escape y se vacía el aire o los gases de la cámara de combustión, el aire atrapado a presión en la parte posterior, abre la válvula de admisión y entra en la cámara y cuando se inicia de nuevo el recorrido hacia delante, la válvula se cierra, (por medio de la diferencia de presión y su muelle) el aire es comprimido y con la adición del combustible se inicia el ciclo térmico, con explosión espontánea o controlada.

La operación con aire comprimido, se inicia cuando se abre la válvula de paso del mismo, el aire a presión entra en el motor por la Junta Rotativa, abre la válvula de despresurización de la cámara posterior del cilindro, (así se anula la operación de la válvula de admisión, que al no haber ninguna presión en esta zona queda permanentemente cerrada mientras se opera de esta forma) cierra la válvula de paso del combustible, abre la válvula de entrada de aire comprimido al cilindro y da presión a la válvula distribuidora, que por medio de la leva, controla el ciclo de apertura y cierre de aire a presión al cilindro. La operación revierte cuando se cierra la válvula de paso del aire comprimido, de esta manera, no necesita ninguna transición para pasar de un modo de operación o el otro.

En el brazo exterior de la palanca articulada, se ha practicado una ranura, que modifica la unión de la biela con la palanca articulada. Esta ranura, tiene una orientación que, junto con una guía lateral (el arco que describe el brazo, facilita el deslizamiento) definen el punto de apoyo del eje de la biela y hacen que el brazo de palanca aumente a medida que se aleja del cilindro y se reduzca durante la compresión, mejorando la actuación del motor en ambas configuraciones.

La unión de los ejes del bloque y el cigüeñal se hace por medio de un diferencial, en consecuencia ambos elementos giran a diferente velocidad, ajustándolo según se requiera, así el bloque puede girar a la mitad de velocidad que el cigüeñal o viceversa. El acoplamiento del bloque a su engranaje de transmisión se hace a través de un mecanismo que permite el giro entre ambos en un sentido, de esta manera durante la puesta en marcha, podemos actuar solamente sobre el cigüeñal reduciendo sensiblemente la potencia necesaria, si bien la apertura de las válvulas para la operación con aire, (si está disponible) lo facilita igualmente. Este mecanismo permite que la puesta a punto del motor y las operaciones de mantenimiento se resuelvan sin dificultad.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se representa lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en planta de un motor rotativo híbrido de émbolos tangenciales de dos cilindros.

Figura 2.- Muestra una sección de un motor rotativo híbrido de dos cilindros y los engranajes de unión de ambos ejes. Figura 3.- Muestra un esquema del sistema neumático y los elementos necesarios para la operación del motor con aire comprimido, dispuestos en ambas fases: Expansión y Retroceso.

Figura 4.- Muestra un plano de la situación de los elementos y la posición de las válvulas durante la operación como motor térmico, en cuatro fases diferenciadas. Figura 5.- Muestra una vista en planta de un motor rotativo híbrido de dos cilindros con la posición de las válvulas durante la fase de expansión en su operación con aire comprimido.

Figura 6.- Muestra una vista en planta de un motor rotativo híbrido de dos cilindros, con la posición de las válvulas durante la fase de retroceso del embolo en la operación con aire comprimido.

Figura 7.- Muestra una vista en planta de un motor rotativo híbrido de cuatro cilindros, dos equipados para operar como híbridos y dos solamente térmicos, de esta

manera pude funcionar con dos cilindros operados por aire comprimido y los otros dos en ciclo térmico, o bien los cuatro de esta ultima forma.

Figura 8.- Muestra una forma de acoplamiento de la corona al eje del bloque y un diferencial con dos satélites. Figura 9.- Muestra una sección de la cámara trasera del cilindro, con las guías laterales que definen el punto de apoyo del eje de la biela en la ranura del brazo exterior de la palanca articulada.

Realización preferente de la invención

Como puede observarse en las figuras adjuntas, la realización preferente de un motor rotativo híbrido, en base al motor de émbolos tangenciales, esta formado por un bloque, que contiene los cilindros (10) donde se alojan los pistones (11) unidos por una biela (12) al brazo exterior de la palanca articulada (13) que pivota sobre el eje (14) y con el brazo interior arrastra el cigüeñal cuyo gorrón se desplaza por la ranura (15) practicada en el mismo, transformando el movimiento lineal del pistón, en rotativo a ambos elementos. El bloque gira a la izquierda y el cigüeñal a la derecha, unidos ambos al eje de salida (16) por el tren de engranajes (17). En el brazo exterior de la palanca articulada se ha practicado una ranura (8) y una guía lateral (9), de esta manera, la unión con la biela no está en un punto fijo sino que el eje de la misma se desliza por la ranura, orientado por la guía lateral, variando la longitud del brazo de palanca según la posición del pistón. En la cámara posterior del cilindro y en su parte exterior esta situada la válvula de laminas (7) que permite y corta la entrada de aire a esta zona a través de filtro (18) y en su parte posterior esta la válvula de despresurización (2); en el interior del cilindro y al final de la cámara de combustión se ha practicado la tobera de escape (8). La culata (19) ésta acoplada a la cabeza del cilindro y lleva la válvula de entrada de aire comprimido (4) y la válvula de admisión (6) que está conectada por medio de un conducto (20) practicado en el cilindro, con la cámara posterior del mismo; en este conducto y a la entrada de la válvula de admisión esta situado el inyector de combustible (21) y una válvula (22) que regula el flujo de aire, en el caso de motores con encendido controlado. Acoplada al bloque del motor esta la válvula distribuidora (5), que controla el paso de aire comprimido al interior del cilindro y que es actuada por una leva movida por el cigüeñal y también la válvula de corte del combustible (3). En el eje delantero del bloque va acoplada la Junta Rotativa (1) por donde entra el aire a presión y también la alimentación

de combustible y en su eje posterior esta el embrague (24) que le une a la corona (23) del conjunto diferencial (17) y ésta por medio de los satélites (25) y el piñón (26) se acopla al eje (16) solidario al cigüeñal. Todo el conjunto gira apoyado en el cojinete (27) delantero y la carcasa del diferencial. No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier técnico en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que se derivan de la misma.

Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.