MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con un motor de combustión interna, de encendido espontáneo o inducido, con ciclo de dos tiempos y provisto de una bomba volumétrica para asistir al vaciado y llenado del cilindro; en donde la bomba volumétrica se constituye por un pistón auxiliar de movimiento alternativo colocado en oposición al pistón motor, compartiendo el mismo cilindro.

Estado de la técnica Los motores convencionales de dos tiempos, de encendido provocado, están provistos de un cárter-bomba para efectuar las operaciones de barrido/expulsión de los gases residuales de combustión y admisión/transfer de la mezcla fresca aire-combustible. Este sistema presenta el inconveniente de provocar una mezcla parcial entre dichos gases residuales y la mezcla fresca aire-combustible, produciéndose como consecuencia una fuga de una fracción de dicha mezcla fresca aire-combustible hacia el escape, lo cual es una causa muy determinante de bajo rendimiento, elevado consumo y emisiones contaminantes, de este tipo de motores.

Las patentes US 779116, US 1616064, US 4206727 y WO 2009/135274 A3, describen sistemas de este tipo, constituidos esencialmente por:

Un conjunto pistón motor/biela/cigüeñal, que aprovecha de forma convencional la energía mecánica que se produce durante la combustión y expansión de la mezcla fresca aire-combustible.

Un cilindro, en el cual se desplaza el pistón motor, estando provisto este cilindro con una lumbrera de escape lateral, cuya apertura se produce cuando el pistón motor la deja al descubierto en el final de su carrera de expansión. - Una culata que cierra el cilindro en su parte superior, la cual está provista de unas lumbreras de admisión con válvulas anti-retorno. Un pistón auxiliar colocado en el mismo cilindro, entre la culata y el pistón motor y en oposición a éste, estando provisto este pistón auxiliar de unas lumbreras de transfer con respectivas válvulas anti-retorno.

Esta construcción delimita:

Una cámara de combustión, entre la cara inferior del pistón auxiliar, la cara superior del pistón motor y el cilindro.

Una cámara de admisión, entre la cara interior de la culata, la cara superior del pistón auxiliar y el cilindro.

El pistón auxiliar es actuado por el lado de la culata de forma sincronizada con el pistón motor, quedando inmóvil en su posición más alta contra la culata durante la parte esencial de la carrera de expansión del pistón motor y realizando una carrera completa de vaivén durante el resto de cada ciclo funcional del motor, mientras que el pistón motor descubre la lumbrera de escape en el final de la carrera de expansión, hasta que realiza la carrera de compresión. Para realizar un ciclo funcional completo, el cigüeñal efectúa una vuelta completa (360°).

Durante su carrera descendente, al aproximarse al pistón motor, el pistón auxiliar realiza, simultáneamente, un barrido de los gases residuales desde la cámara de combustión hacia el escape, y la admisión de la mezcla fresca aire-combustible en la cámara de admisión, impidiendo que se produzca una mezcla entre ambos.

Durante la carrera ascendente del pistón auxiliar, con la lumbrera de escape ya cerrada, la mezcla aire-combustible pasa progresivamente de la cámara de admisión a la cámara de combustión a través de las lumbreras de transfer abiertas al abrirse las válvulas de las mismas.

Al final de la carrera ascendente del pistón auxiliar, la cámara de admisión queda con un volumen mínimo, habiéndose transferido la mezcla fresca aire-combustible a la cámara de combustión; y el pistón motor se acerca a su punto muerto superior, a punto para iniciar la fase de combustión.

A pesar de la ventaja de eliminar la fuga de mezcla fresca aire-combustible hacia el escape, propio de los motores de dos tiempos con cárter-bomba, el tipo constructivo descrito presenta, no obstante, algunos inconvenientes que justifican el desinterés de la industria hacia el mismo hasta el día de hoy, como por ejemplo:

La complejidad constructiva se ve aumentada respecto de un motor convencional de dos tiempos, llegando a equipararse a la de un motor de cuatro tiempos, cuando, sin embargo, no se obtienen ventajas respecto a éstos últimos en el rendimiento.

No es posible ubicar una bujía o un inyector en la culata, debido a la presencia del pistón auxiliar que separa a la culata de la cámara de combustión en todo momento. Por eso la bujía o el inyector de carburante se ubican lateralmente en la pared del cilindro, lo cual es adverso para una combustión homogénea y completa, con un nivel mínimo de emisiones contaminantes.

Objeto de la invención

La presente invención propone un motor de combustión interna de dos tiempos del tipo anteriormente indicado, con unas soluciones constructivas que cumplen con los objetivos de:

Ubicar una bujía y/o un inyector de carburante en el centro de la culata, para garantizar una calidad de combustión en fase con las exigencias actuales.

Realizar una cinemática de carreras asimétricas, con un desplazamiento volumétrico de expansión superior al desplazamiento volumétrico de compresión, efectuando un ciclo termodinámico de tipo Atkinson o Miller.

Realizar la regulación directa de la potencia del motor sin estrangulamiento en la admisión, eliminando por completo las pérdidas por bombeo a carga parcial que se producen en los motores convencionales de encendido provocado.

- Obtener una relación de compresión variable en función de la carga del motor, en particular, decreciente desde un valor máximo a carga parcial, hasta un valor mínimo a plena carga, haciendo posible optimizar el rendimiento termodinámico en todas las condiciones. - Obtener una relación de expansión constante en valor absoluto, independientemente de la carga, y como consecuencia de la relación de compresión variable, un cociente expansión/compresión creciente desde un valor unitario a carga parcial, hasta valores de aproximadamente 50% de sobre expansión a plena carga.

- Optimizar los mecanismos de actuación del pistón auxiliar y sus componentes, para un control total de los tiempos de admisión, escape y transfer, permitiendo además el funcionamiento a altas revoluciones. El objetivo de ubicar una bujía y/o un inyector de carburante en la culata, se consigue mediante un mecanismo particular de transfer de la carga a través del pistón auxiliar.

Según el estado anterior de la técnica, el transfer de la carga desde la cámara de admisión hacia la cámara de combustión se realiza por unas lumbreras en el pistón auxiliar, cuya apertura y cierre se operan mediante una válvula convencional, similar a las que se usan en la admisión y escape de los motores de cuatro tiempos. Este tipo de válvula permanece en posición cerrada (hacia arriba) contra su asiento, mediante la fuerza de un muelle, y es abierta con un movimiento hacia abajo, bien pasivamente por diferencia de presión entre la cara superior y la cara inferior, venciendo la fuerza de retención del muelle, o bien por actuación mecánica de una leva. Una válvula de este tipo no puede permanecer en posición abierta durante la combustión, lo cual hace imposible realizar una comunicación directa entre la culata y la cámara de combustión en la fase de combustión, en los motores de este tipo. De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, la válvula de transfer es sustituida por un pistón (llamado en lo sucesivo pistón secundario) ajustado con estanqueidad en un alojamiento cilindrico situado en el interior del pistón auxiliar, donde puede realizar un movimiento de vaivén relativo a dicho pistón auxiliar, de tal manera que en su carrera hacia abajo ese pistón secundario ocluye unas lumbreras de transfer ubicadas en la pared lateral del alojamiento en el pistón auxiliar, y en su carrera hacia arriba descubre dichas lumbreras, permitiendo el transfer de carga de mezcla fresca aire-combustible entre la cámara de admisión y la cámara de combustión.

El movimiento del pistón secundario es, por lo tanto, inverso al de una válvula convencional, ya que al estar en una posición retraída cuando abre las lumbreras de transfer, dicho pistón secundario no irrumpe en la cámara de combustión y, por consiguiente, puede permanecer en esta posición durante la fase de combustión, haciendo posible colocar una bujía de encendido, un inyector de carburante, y/o una bujía de precalentamiento, en la culata justo frente a una de las lumbreras de transfer, es decir en una posición centrada respecto de la cámara de combustión y comunicando con ella.

Con el pistón secundario según la invención, la estanqueidad entre cámaras de admisión y combustión en posición de lumbreras de transfer cerradas, no se consigue por contacto sobre un asiento cómo en el caso de una válvula convencional, sino por el ajuste de diámetros entre dicho pistón secundario y su alojamiento en el pistón auxiliar, o bien proveyendo al pistón secundario de uno o varios aros de estanqueidad debidamente situados.

Esta nueva cinemática de accionamiento de la apertura y cierre de las lumbreras de transfer, se asocia a una cámara de admisión cuyo volumen muerto es geométricamente igual a cero, es decir que cuando el pistón auxiliar se encuentra en su punto muerto superior, está totalmente en contacto con la culata, sin dejar ninguna cavidad remanente, de forma que:

La totalidad de la carga fresca de la mezcla aire-combustible es transferida a la cámara de combustión cuando el pistón auxiliar llega a su punto muerto superior.

No hay posibilidad de propagación de la combustión hacia la cámara de admisión, aun cuando las lumbreras de transfer están abiertas.

Según un aspecto adicional de la invención, las lumbreras de admisión, que se hallan en la culata, están provistas de válvulas determinadas, cada una de ellas, por una lámina flexible, cuya apertura y cierre son provocados por la diferencia de presión entre el colector de admisión y la cámara de admisión. Dichas válvulas de lámina presentan las ventajas de ocupar muy poco espacio y de tener una inercia extremadamente leve. Además de lo visto anteriormente en cuanto a la posibilidad de ubicar un inyector de carburante para que actúe directamente en la cámara de combustión en relación con las lumbreras de transfer del pistón auxiliar, condición esencial en el caso de un motor de encendido espontáneo (Diesel), también es posible en el caso de un motor de encendido provocado (Otto), ubicarlo de forma que se inyecte el carburante en la cámara de admisión en cualquier momento cuando el pistón auxiliar está en movimiento, por ejemplo durante la carrera de admisión, dando tiempo para vaporizar el carburante antes de que la mezcla fresca aire-combustible esté transferida a la cámara de combustión.

Descripción de las figuras Las figuras 1 muestran una sección de un motor formado según la invención, cuyo conjunto funcional posee un pistón motor, un pistón auxiliar y un pistón secundario.

Las figuras 2A, 2B, 2C y 2D muestran las posiciones sucesivas del motor en las diferentes fases de un ciclo funcional del mismo.

La figura 2E es un detalle ampliado de la parte superior de la figura 2C.

La figura 3 muestra una sección del motor provisto con un particular mecanismo de actuación del conjunto del pistón auxiliar y el pistón secundario, que determina unas carreras constantes de éstos.

Las figuras 4A, 4B, 4C, 4D y 4E muestran los volúmenes de admisión, de barrido, de expansión y de compresión en un ciclo de funcionamiento del motor, que determinan unos desplazamientos volumétricos de admisión, compresión y expansión asimétricos.

La figura 5 muestra una sección del motor provisto con un mecanismo de actuación del pistón auxiliar y el pistón secundario, que determina unas carreras variables de éstos.

La figura 5A es una vista superior ampliada de una sección longitudinal del conjunto basculante de la figura anterior.

Las figuras 6A, 6B y 6C muestran el motor de la figura 5 en distintas posiciones del funcionamiento. La figura 7 es un detalle en sección de la parte superior de un motor según la invención, con una bujía y un inyector de carburante dispuestos en la culata de cierre del motor.

Descripción detallada de la invención El objeto de la invención se refiere a un motor de combustión interna de dos tiempos, formado, como se observa en la figura 1 , por un cilindro (1) provisto con una lumbrera de escape (2) y cerrado superiormente por una culata (3), yendo en la parte inferior de dicho cilindro (1) un cigüeñal (4), al que va unido, por medio de una biela (5), un pistón motor (6), mientras que en la parte superior, pasando en montaje deslizante a través de la culata (3), va dispuesto un pistón auxiliar (7) que separa una cámara de admisión (8) y una cámara de combustión (9).

El pistón auxiliar (7) determina axialmente por el lado de la cámara de combustión un alojamiento (10) que comunica con la cámara de admisión (8) a través de unas lumbreras de transfer (1 1), yendo incluido con ajuste de estanqueidad, mediante uno o más aros de estanqueidad (12.1), en dicho alojamiento (10), un pistón secundario (12) que es capaz de abrir y cerrar las lumbreras de transfer (11) en un movimiento de vaivén entre una posición retrasada hacia arriba de apoyo contra un tope (13) y una posición avanzada hacia abajo. En la culata (3) se hallan definidas además unas lumbreras de admisión (14), las cuales se hallan provistas con unas respectivas válvulas de lámina (15) antirretorno.

Con ello así, el comportamiento del motor durante un ciclo funcional, es el siguiente:

Durante la fase de combustión, hasta que se abre la lumbrera de escape (2) por el desplazamiento del pistón motor (6) a su punto muerto inferior, el pistón auxiliar (7) y el pistón secundario (12) permanecen inmóviles en su posición alta, estando las lumbreras de transfer (1 1) abiertas y teniendo la cámara de admisión en ese momento un volumen cero, como se observa en la figura 2A; de manera que puede ir dispuesta una bujía (36) y/o en su caso un inyector de carburante (36.1), enfrente de una de las lumbreras de transfer (1 1) y en comunicación con la cámara de combustión (9), como se observa en la figura 7.

- Cuando comienza la apertura de la lumbrera de escape (2) al acercarse el pistón motor (6) a su punto muerto inferior, el pistón secundario (12) se desplaza hacia abajo, provocando el cierre de las lumbreras de transfer (11), como se observa en la figura 2B; y en esas condiciones se produce la apertura de la lumbrera de escape

(2), antes de que el pistón auxiliar (7) empiece su carrera hacia abajo.

- Cuando el pistón motor (6) llega a su punto muerto inferior, dejando abierta la lumbrera de escape (2), el pistón auxiliar (7) se desplaza hacia abajo, provocando, simultáneamente, el barrido de los gases residuales desde la cámara de combustión

(9) hacia la lumbrera de escape (2) y la introducción de una nueva carga de mezcla fresca aire-combustible en la cámara de admisión (8) a través de las lumbreras de admisión (14), estando las válvulas de lámina (15) abiertas, como se observa en la figura 2C. En esas condiciones, el pistón secundario (12) mantiene las lumbreras de transfer (1 1) cerradas durante toda la fase de escape mientras sigue la carrera hacia abajo del pistón auxiliar (7), evitando así el cortocircuito de la mezcla fresca aire- combustible con los gases residuales, durante las fases de admisión y barrido.

- Cuando el pistón auxiliar (7) se encuentra en su posición inferior, el pistón motor (6) se desplaza hacia arriba y produce el cierre de la lumbrera de escape (2), de manera que, después de producirse dicho cierre de la lumbrera de escape (2), el pistón secundario (12) se desplaza a su vez hacia arriba, abriendo las lumbreras de transfer

(1 1) , como se observa en la figura 2D; produciéndose a continuación también el desplazamiento hacia arriba del pistón auxiliar (7). La carrera del pistón secundario

(12) y del pistón auxiliar (7) hacia arriba, se produce acompañando al pistón motor (6) en la fase de compresión; de manera que al reducirse progresivamente el volumen de la cámara de admisión (8) hasta un valor igual a cero, al final de la carrera del pistón auxiliar (7), la totalidad de la carga fresca de mezcla aire- combustible es transferida hacia la cámara de combustión (9). La figura 3 muestra un motor según la invención, que funciona conforme lo explicado anteriormente, estando provisto de un mecanismo particular de actuación del conjunto formado por el pistón auxiliar (7) y el pistón secundario (12), los cuales incorporan en su extremo superior, respectivamente, sendas bieletas (16, 17), mediante las cuales se unen, respectivamente, a un extremo de sendos brazos basculantes (18, 19), cuyos centros de rotación (20, 21) son preferentemente coincidentes; relacionándose dichos brazos basculantes (18, 19), por el otro extremo, con respectivos juegos de levas (22, 22.1) y (23, 23.1) de tipo desmodrómico con perfiles complementarios, las cuales a través de dichos brazos basculantes (18, 19) inducen un movimiento de vaivén vertical del pistón auxiliar (7) y del pistón secundario (12). Dichas levas (22, 22.1) y (23, 23.1) son accionadas por el cigüeñal (4) mediante una transmisión (no representada) de tipo conocido (cadena, correa dentada, engranajes) con una relación de 1 :1. Las levas desmodrómicas son más adecuadas que un sistema clásico de leva y muelle, debido al recorrido importante del pistón auxiliar (7) y la consecuente inercia que genera a altas revoluciones. A continuación se expone cómo, ajustando la geometría del conjunto del pistón auxiliar (7) y el pistón secundario (12), se consigue una relación de compresión diferente de la de expansión.

En las figuras 4A, 4B, 4C, 4D y 4E, se representan los volúmenes de admisión, de barrido, de expansión y de compresión del motor, en donde:

Volumen de admisión: V _a = C _a x Π (Di ² -D ₂ ² )/4 C _a = carrera del pistón auxiliar.

Di = diámetro grande o diámetro principal, del pistón auxiliar (7), que al ajustarse en el mismo cilindro (1) que el pistón motor (6), es idéntico al de éste.

D ₂ = diámetro pequeño del pistón auxiliar (7), que pasa a través de la culata (3), representando la sección del pistón auxiliar (7) expuesta a la atmósfera (o a la presión que reina en el cárter del motor, al igual que la parte inferior del pistón motor (6)). Volumen barrido: V _b = C _a x Π (D _! ² )/4

De lo que se desprende que V _a < V y que cuanto mayor es el diámetro pequeño (D ₂ ) del pistón auxiliar (7) menor es el volumen de admisión respecto del volumen de barrido. Volumen de expansión: V _e = C _e x Π (Di ² )/4 + V _M

C _e = carrera de expansión o carrera del pistón motor (6).

V _M = Volumen muerto = volumen mínimo de la cámara de combustión, cuando el pistón motor (6) y el pistón auxiliar (7) están ambos en su punto muerto superior.

Considerando que la carrera del pistón motor (6) en la fase de expansión se realiza al estar el pistón auxiliar (7) inmóvil en su posición alta, el volumen de expansión (V _e ) siempre tiene un valor constante independientemente del valor de la carrera (C _a ) del pistón auxiliar (7). Por lo tanto, la relación de expansión es constante e igual a: p _e = V _e / V _M

Volumen residual, que representa la fracción de los gases residuales que no es barrida por el pistón auxiliar (7), al tener éste una carrera máxima generalmente inferior a la del pistón motor (6) y, por lo tanto, reciclada en el ciclo siguiente: V _R = V _e - V _b

Volumen de compresión: V _c = V _a + V _R V _c = C _e x Π - C _a x Π (D ₂ ² )/4 + V _M

Relación de compresión: p _c = V _c / V _M

Observándose que la relación de compresión (p _c ) es inferior a la relación de expansión (p _e ), al ser el volumen de compresión (V _c ) inferior al volumen de expansión (V _e ) en una cantidad C _a x Π (D ₂ ² )/4.

Resulta por lo tanto que: pe / ρ _Θ = 1 - [C _a x Π (D ₂ ² )/ (C _e x Π (D ₁ ² )+4V _M )]

Es decir, que los desplazamientos volumétricos son asimétricos, y de esta forma se determina un ciclo termodinámico de tipo Atkinson, de manera que habiendo determinado las carreras respectivas C _e del pistón motor (6) y C _a del pistón auxiliar (7) (siendo la segunda siempre inferior a la primera), la expansión es prolongada respecto a la admisión según un factor que dependerá de la relación Di/D ₂ , la cual viene dada por la geometría del pistón auxiliar (7). Con un valor significativo del diámetro pequeño D ₂ del pistón auxiliar, de entre el 25% y el 60% del valor del diámetro grande Di , se consigue un factor de sobre expansión de entre 1 , 15 y 1 ,5 veces la compresión.

Otra consecuencia de dicha geometría particular del pistón auxiliar (7), es que durante la carrera de compresión, dicho pistón auxiliar (7) restituye un trabajo positivo a través de su mecanismo de accionamiento formado por el conjunto de levas desmodrómicas (22, 22.1 ; 23, 23.1) ilustradas en la figura 3.

Durante la carrera de compresión, independientemente de la carga, el pistón motor (6) requiere un trabajo (negativo) equivalente a: í _1-2 PdV, con V _! - V ₂ = C _e x Π (D^

Mientras que, debido al equilibrio de presiones entre la cámara de combustión (9) y la cámara de admisión (8), durante la carrera de compresión, el pistón auxiliar (7) restituye un trabajo (positivo) equivalente a: ír-2' Pdv, con V _r - V z = C _a x Π (D ₂ ² )/4

Por lo tanto, el trabajo neto requerido para la carrera de compresión es: Otro objetivo de la presente invención es, mediante un accionamiento de carrera variable del conjunto pistón auxiliar (7) y pistón secundario (12), controlar totalmente la carga del motor; de modo que al poder realizar un desplazamiento volumétrico de admisión exactamente igual al volumen de carga necesario para la potencia del motor requerida, se obtienen las siguientes mejoras respecto a un motor convencional de cuatro tiempos (en particular del tipo Otto):

- Al no requerir una mariposa de gases para variar la potencia, se eliminan por completo las pérdidas por bombeo a carga parcial, mejorando sustancialmente el rendimiento en dichas condiciones.

En comparación con los motores de cuatro tiempos de encendido provocado, que presentan una reducción de la relación de compresión efectiva a carga parcial por no llenar la cámara a presión atmosférica, lo cual provoca una pérdida de rendimiento termodinámico asociada a una degradación de la calidad de la combustión, en el motor con pistón auxiliar de carrera asimétrica y variable según la invención, cuando éste hace un recorrido inferior al máximo, también reduce en la misma proporción el barrido de gases residuales de la combustión anterior, pero los gases residuales permanecen en la cámara de combustión y son reciclados sumándose a la carga fresca de mezcla aire-combustible en el ciclo siguiente, de manera que la relación de compresión efectiva no se ve reducida a carga parcial. Además se consigue una estratificación entre la parte reciclada de los gases residuales y la parte fresca de mezcla aire-combustible (evitando que se mezclen), gracias a una introducción progresiva de la mezcla fresca aire-combustible durante toda la carrera de compresión. Todo lo cual permite mantener una calidad de combustión y un rendimiento termodinámico altos, en cualquier condición. Además, asociando la geometría de desplazamientos volumétricos asimétricos a un accionamiento de carrera variable, se consigue variar la relación de compresión en función de la carga. La ley que relaciona la relación de compresión con la de expansión:

P _e / P _e = 1 - [C _a X Π (D ₂ ² )/ (C _e X Π (D,^ ] tiene en este caso un valor C _a variable directamente proporcional a la carga del motor.

De modo que: p _c / p _e = 1 cuando C _a = 0, es decir cuando el pistón auxiliar (7) no bombea nada. P _e / p _e < 1 , si C _a > 0, es decir que la relación de compresión disminuye a medida que la carrera de admisión (C _a ) (o sea la carga) aumenta, pasando de un ciclo Otto convencional a un ciclo Miller o Atkinson de expansión prolongada respecto a la compresión.

De esta manera, con un motor según la presente invención es posible tener:

Una relación de compresión (p _c ) alta a baja carga, compatible con la presión máxima admitida para la resistencia mecánica de los componentes móviles del motor, y compatible también con el límite de autoencendido cuando se trata de un motor de gasolina, ya que este límite viene determinado, no solo por la presión, sino también por la temperatura en la cámara de combustión (9), obviamente inferior a carga parcial.

Una relación de compresión (p _c ) que se va reduciendo a medida que la carga aumenta, permitiendo contener la presión máxima de combustión y crear un ciclo termodinámico donde la expansión es mayor que la compresión, es decir un ciclo

Miller o Atkinson, que tienen un rendimiento superior al de un ciclo Otto convencional.

Igualmente se observa que cuanto mayor es el diámetro pequeño (D ₂ ) respecto del diámetro grande (Di), del pistón auxiliar (7), mayor es la variación de la relación compresión/expansión en asociación con la carrera variable del pistón auxiliar (7). De manera que en el diseño del pistón auxiliar (7) de un motor según la invención, en particular con respecto a la relación entre el diámetro grande (D^ y el diámetro pequeño (D ₂ ) del pistón auxiliar (7), la variación de su carrera (C _a ) y el valor del volumen muerto (V _M ), permiten ajustar y optimizar el comportamiento termodinámico a la función como motor Otto, como motor Diesel, como motor estacionario, como motor de automóvil con amplia variación de carga, etc.; permitiendo también reducir el nivel de emisiones de óxidos de nitrógeno, en particular en un motor de encendido espontáneo (Diesel).

La figura 5 representa un motor que también se halla dentro del objeto de la invención, provisto de un mecanismo particular de actuación del pistón auxiliar (7) y del pistón secundario (12) con carrera variable, que consigue los objetivos descritos anteriormente. El pistón auxiliar (7) se halla conectado mediante una bieleta (16) con un extremo de un brazo basculante principal (24), el cual está provisto de una porción cilindrica hueca (25) sobre la que va un casquillo (26), el cual puede realizar un movimiento de deslizamiento a lo largo de dicha porción cilindrica hueca (25). El casquillo (26) está montado en una articulación (27) que permite movimientos de oscilación del conjunto de dicho casquillo (26) y el brazo basculante principal (24); mientras que el conjunto del casquillo (26) y la articulación (27), va unido a un soporte corredera (28), pudiendo ser desplazado linealmente y paralelamente al eje de la porción cilindrica hueca (25) del brazo basculante principal (24), cuando el pistón auxiliar (7) está en su punto muerto superior; condición que es indispensable para que el pistón auxiliar (7) alcance el mismo punto muerto superior independientemente del valor de su carrera.

El otro extremo del brazo basculante principal (24) está conectado, mediante una articulación (29), a un émbolo (30) colocado en una posición aproximadamente paralela al cilindro (1) del motor, estando montado dicho émbolo (30) en unas guías (31), de manera que puede efectuar un movimiento lineal de vaivén generado por un juego de levas desmodrómicas (32, 32.1) situadas en relación con los extremos del mismo y que son accionadas por el cigüeñal (4) del motor.

El movimiento de vaivén del émbolo (30) se transmite al pistón auxiliar (7) a través del brazo basculante principal (24), con una desmultiplicación variable según la posición del casquillo (26) con el soporte corredera (28), realizando una carrera de amplitud variable de dicho pistón auxiliar (7). De esta manera es posible conseguir, por ejemplo, una variación continua de entre un 10% y un 100% de la carrera máxima del pistón auxiliar (7). El juego de las levas desmodrómicas (32, 32.1), que provoca el movimiento del pistón auxiliar (7), presenta la ventaja, sobre otros mecanismos posibles, de poder recuperar de forma eficiente el trabajo positivo entregado por dicho pistón auxiliar (7) durante la carrera de la fase de compresión del motor.

Por otra parte, el pistón secundario (12) está conectado por medio de otra bieleta (17) a un extremo de un brazo basculante secundario (33), el cual está ubicado en el interior de la porción cilindrica hueca (25) del brazo basculante principal (24), con una respectiva articulación (34) en el mismo, estando conectado el otro extremo de este brazo basculante secundario (33), mediante una respectiva articulación, a un correspondiente émbolo (30.1) paralelo al émbolo (30) y que va montado a su vez en unas guías de deslizamiento, pudiendo realizar igualmente un movimiento de vaivén accionado por un juego de levas desmodrómicas (35, 35.1) que actúan sobre los extremos del mismo. Al tener su articulación (34) dentro de la porción cilindrica hueca (25) del brazo basculante principal (24), el brazo basculante secundario (33) transmite al pistón secundario (12), a la vez, el movimiento de carrera del pistón auxiliar (7) y su carrera relativa con éste, merced al accionamiento que realizan las levas (35, 35.1). En la figura 5A se observa como en la práctica, con el fin de equilibrar los esfuerzos generados en el brazo basculante principal (24), se ha desdoblado el émbolo (30) en dos elementos colocados simétricamente respecto al brazo basculante secundario (33) y su correspondiente émbolo (30.1). Las figuras 6A, 6B y 6C representan dicho motor de la figura 5, con el pistón auxiliar (7) en respectivas posiciones, a 25, 50 y 100% de la carga de admisión de mezcla fresca aire- combustible en el motor, y la posición correspondiente en cada caso del casquillo (26) con el soporte corredera (28). Dichas posiciones son determinadas por el mando del acelerador del motor (no representado).

Habiendo fijado el diámetro grande (D^ del pistón auxiliar (7), el hecho de aumentar el diámetro pequeño (D ₂ ) de dicho pistón auxiliar (7), favorece las características para mejorar el rendimiento en toda la gama de potencias, es decir reducir la relación de compresión y aumentar el cociente expansión/compresión a medida que la carga aumenta; pero tiene el inconveniente de reducir la cilindrada efectiva, es decir la potencia específica del motor. Para contrarrestar este inconveniente se puede equipar el motor con un turbocompresor, cuya turbina se conecta a la lumbrera de escape (2), para ser impelida por los gases de escape, mientras que el compresor, que es accionado por dicha turbina, se conecta a las lumbreras de admisión (14). Gracias al pistón auxiliar (7), que separa perfectamente la cámara de combustión (9) de la cámara de admisión (8), impidiendo cualquier cortocircuito de la carga de mezcla fresca aire-combustible hacia el escape, la totalidad del flujo impulsado por el compresor del turbo queda retenido en el motor y efectúa un trabajo positivo durante la carrera de admisión en caso de una presión de sobrealimentación suficiente, lo cual proporciona una mejora de rendimiento respecto de un motor de dos tiempos de tipo semi diesel, donde el barrido de los gases de escape y la admisión de la mezcla fresca aire-combustible se hacen mediante un compresor volumétrico exterior o un turbocompresor, operando con las lumbreras de escape y admisión abiertas simultáneamente y comunicándose. En las descripciones precedentes e ilustraciones de los dibujos, a efectos de simplificar se ha considerado un motor con un solo cilindro (1), pero las características de la invención son aplicables igualmente para un motor con múltiples cilindros, en línea, en V, etc.