MECANISMO RECUPERADORDEENERGÍAENVEHÍCULOSAUTOPROPULSADOS
Objeto de Ia invención. El objeto de Ia presente memoria descriptiva es presentar un nuevo sistema para Ia recuperación de energía en vehículos autopropulsados por medio de un compresor rotativo equilibrado de émbolos tangenciales con dos o más cilindros acoplados a una manivela de dos o más espigas o un compresor rotativo de émbolos tangenciales con manivela extensible. Con este nuevo sistema conseguimos una recuperación de Ia energía dlapidada en vehículos automóviles en forma de presión neumática para su posible uso en sistemas auxiliares del propio vehículo o en el propio motor.
Antecedentes de Ia invención. Hoy en día, una gran parte de Ia energía producida por los motores en vehículos autopropulsados se consume en Ia deceleración del mismo, especialmente en las grandes ciudades, Io que produce consumos adicionales así como Ia necesaria utilización, de una forma continuada, de los sistemas de frenado. Además del problema expuesto, los compresores rotativos de pistón con émbolos tangenciales propuestos hasta Ia fecha tienen como principal defecto que los elementos que tienen un desplazamiento interno durante el giro del conjunto no están equilibrados, y su uso, a determinadas revoluciones, produce vibraciones mecánicas que limitan su empleo y acortan Ia vida útil del mismo. Se desconoce por parte del inventor, experto en Ia materia, de ningún compresor rotativo equilibrado en el mercado que tenga las características del compresor descrito a continuación.
Descripción de Ia invención. Para paliar o en su caso eliminar los inconvenientes arriba mencionados, se presenta este nuevo mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados, basado bien en un compresor rotativo equilibrado de émbolos tangenciales con dos o más cilindros y con una manivela de dos o más espigas o bien en un compresor rotativo de émbolos tangenciales de espiga extensible. En el compresor de émbolos tangenciales equilibrado, el bloque gira acoplado al eje motriz a través de un embrague que se actúa al aplicar el freno del vehículo y Ia manivela permanece fija a Ia estructura o soporte. Al iniciar el giro, el brazo interior ranurado de Ia palanca articulada, se desliza por Ia espiga de Ia manivela y hace que bascule sobre un eje, este movimiento angular se transmite al brazo exterior de Ia palanca, que por medio de una biela Io transforma en un recorrido lineal alternativo al émbolo de su cilindro. Por tanto, cada giro del bloque produce un ciclo completo del émbolo. Los émbolos de los cilindros que están diametralmente opuestos, son accionados por espigas de Ia manivela igualmente desfasadas 180s. De esta manera, los elementos que tienen un desplazamiento interno, como son los émbolos, bielas y palancas articuladas, mantienen en todo momento un desfase de 180s con su par, consiguiendo una distribución de masas homogénea y equilibrando el conjunto. Esta disposición homogénea y equilibrada es igualmente válida para compresores con un número impar de cilindros, si bien en este caso el equilibrado es en su conjunto, de esta manera, los émbolos de cada cilindro son operados por espigas desfasadas angularmente el mismo numero de grados que los cilindros (por ejemplo, en los cilindros que están situados a 120s entre sí, sus émbolos son accionados por espigas igualmente situadas a 120s entre sí) por Io que mantienen una distribución uniforme de sus masas durante el giro, con un equilibrado constante. La manivela y Ia parte interior de Ia palanca articulada, están situadas en una cámara central estanca y Ia parte exterior de esta palanca con Ia biela y el pistón en otra, separadas por el eje de giro de esta palanca articulada. En Ia cabeza del cilindro están ubicados los elementos necesarios que completan el compresor: Ia culata y Ia tapa de las válvulas unidireccionales, conducto de entrada y salida. La salida de aire comprimido se envía a un recipiente adecuado a través del eje delantero del compresor y de una junta rotativa. El giro del bloque, asimismo, favorece Ia disipación del calor generado durante Ia compresión y junto con Ia ausencia de vibraciones, Ie hace especialmente apto para Ia recuperación de energía en vehículos autopropulsados, acoplado al eje motriz del mismo por medio de un embrague accionado al aplicar el freno del vehículo. Por otro lado, el compresor de espiga extensible esta formado por un bloque con dos o mas cilindros y una manivela de una sola espiga extensible, a Ia que están acoplados los pistones o émbolos por medio de una palanca articulada y una biela para cada cilindro, el bloque gira acoplado al eje motriz del vehículo y Ia manivela permanece fija unida a Ia estructura del vehículo. La manivela esta formada por un cilindro unido al eje de fijación y un vastago con Ia espiga, el eje y cilindro tienen un conducto interior por donde fluye aire o liquido a presión que actúa el vastago extendiéndolo cuando se aplica el freno del vehículo,
Descripción de los dibujos. Para complementar Ia descripción que se está realizando, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a Ia presente memoria descriptiva, como parte integrante de Ia misma, una serie de figuras en las cuales, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente:
• Figura 1.- Muestra una vista en planta de un mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados basado en un compresor rotativo equilibrado de émbolos tangenciales con dos cilindros. • Figura 2.- Muestra una vista en planta de un mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados con un compresor rotativo equilibrado de émbolos tangenciales, con tres cilindros. • Figura 3.- Muestra una sección de un mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados con un compresor rotativo equilibrado. • Figura 4.- Muestra una vista en planta de un mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados con un compresor rotativo de manivela extensible con tres cilindros. -A- • Figura 5.- Muestra una sección de un mecanismo recuperador de energía con un compresor rotativo de manivela extensible, con el mismo objetivo que Ia anterior. • Figura 6.- Muestra una vista en planta de un mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados con un compresor rotativo de manivela extensible, con dos posiciones: "A" manivela extendida; y "B" manivela retraída. • Figura 7.- Muestra un esquema de Ia actuación de Ia válvula que controla Ia extensión de Ia manivela y una vista de esta. • Figura 8.- Muestra un compresor rotativo equilibrado, con Ia admisión del aire a Ia cámara posterior del cilindro, a través de una válvula de un solo sentido.
Realización preferente de Ia invención. Como es posible observar en Ia figura 1 , el mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados, objeto de Ia presente patente de invención, está compuesto por, en el caso de Ia figura 1 , de un compresor rotativo equilibrado de émbolos tangenciales que a su vez está compuesto por un bloque (1 1 ) con dos cilindros (12) y una manivela (14) con dos espigas (15). El conjunto gira cuando se aplica el freno, acoplado al eje motriz por medio de un embrague y Ia manivela (14) permanece fija a Ia estructura o soporte. Al iniciar el giro, el brazo interior "a" de Ia palanca articulada (16) se desliza por Ia espiga (15) de Ia manivela (14), Ia cual permanece fija, y hace que bascule sobre su eje (17), este movimiento angular se transmite al pistón (13) en un recorrido lineal alternativo por medio del brazo exterior "b" y Ia biela (18). De esta forma cada giro del bloque produce un ciclo completo del pistón. Los pistones (13) de los cilindros (12) que están diametralmente opuestos, son accionados por espigas (15) de Ia manivela (14) igualmente desfasadas 180s. De esta manera, los elementos que tienen un desplazamiento interno, como son los pistones (13), bielas (18) y palancas articuladas (16), mantienen en todo momento un desfase de 180s con su par, consiguiendo una distribución de masas homogénea y equilibrando el conjunto. Esta disposición homogénea y equilibrada es igualmente válida para compresores con un número impar de cilindros, como es posible observar en Ia figura 2, si bien en este caso el equilibrado es en conjunto y no por par. Los cilindros (12) están situados a 120s y sus pistones (13) son accionados por espigas (15) igualmente situadas a 120s por Io que mantienen una distribución uniforme de sus masas durante el giro, con un equilibrado constante. En Ia cabeza del cilindro (12) están ubicados los elementos necesarios que completan el compresor rotativo equilibrado, Ia oulata (120) con Ia tapa de las válvulas unidireccionales, conducto de entrada y salida del aire. La salida de aire comprimido (121 ) envía el aire a un recipiente adecuado a través del eje delantero del compresor y de una junta rotativa (19). En Ia figura 8 se puede observar una variante del compresor utilizado en esta primera realización del mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados, donde Ia manivela (14) y Ia parte interior (a) de Ia palanca articulada (16), están situadas en una cámara central estanca y Ia parte exterior (b) de esta palanca (16), con Ia biela (18) y el pistón (13) en otra, separadas por el eje de giro (17) de esta palanca articulada (16). Esta disposición facilita el engrase individual de cada cámara, y permite que el aire pueda ser absorbido a Ia cámara posterior del cilindro (12), a través de una válvula (123) unidireccional durante el recorrido hacia delante del pistón (13), e inyectado durante el retroceso por el conducto (124), a Ia cámara de compresión. El mecanismo recuperador de energía en vehículos autopropulsados basado en el compresor de manivela extensible (figuras 4, 5, 6, y 7) básicamente consta de: bloque (21 ), cilindros (22), pistones (23), palanca articulada (26), bielas (28) y una manivela (24) de una sola espiga (25), que se desplaza radialmente impulsada por presión neumática o hidráulica. El bloque (21 ) gira unido al eje motriz del vehículo, bien por engranajes, cadena u otros medios (222) y con él, todos sus elementos, (cilindros, pistones, bielas y palanca articulada) y Ia manivela (24) permanece fija a Ia estructura del vehículo. La manivela (24) consta de un eje (210) unido a un cilindro (211 ) y ambos tienen un orificio (212) por donde fluye el agente impulsor hasta Ia base de este ultimo, dentro del cilindro se desliza un vastago (213) unido a Ia espiga (25). Como es posible observar en Ia figura 6A, donde el compresor tiene Ia manivela (24) extendida, el giro del bloque (21 ) con todos los elementos produce un desplazamiento angular en el brazo interior de Ia palanca articulada (26), al estar Ia manivela (24) fija a Ia estructura del vehículo, este movimiento es transmitido por el brazo exterior de Ia palanca articulada (26) al pistón (23) en forma de movimiento lineal alternativo. En Ia figura 6B, donde el compresor tiene Ia manivela (24) retraída, el bloque (21 ) sigue girando acoplado al eje motriz del vehículo, pero Ia palanca articulada (26) y los pistones (23) no tienen ningún desplazamiento. La salida de aire comprimido (221 ) envía el aire a un recipiente apropiado a través del eje delantero del compresor y de una junta rotativa (29). Como se acaba de comentar, durante el giro del bloque (21 ), los pistones (23) permanecen en posición neutral y el vastago retraído; al actuar el freno, se manda presión al cilindro (22), el vastago y Ia espiga (25) se extienden y los pistones (23) se desplazan en recorrido lineal alternativo hasta su límite, impulsados por el movimiento angular que origina Ia espiga (25) en Ia palanca articulada (26). Esta extensión, está limitada por dos acanaladuras (214) practicadas en el vastago, por donde se deslizan dos tetones (215) fijos al cilindro (22) impulsor y que al mismo tiempo mantienen Ia orientación de Ia espiga (25). La situación del vastago esta determinada por una válvula de control que consta de un émbolo (216) actuado por el freno y otro (217) que regula Ia presión máxima en el sistema de almacenamiento del aire, así mismo se ha previsto un solenoide (218) que se activa en caso de que necesite una presión mínima en el sistema, que por medio de un interruptor de presión, actúa el sistema independientemente de Ia situación del freno. La manivela (24) y Ia parte interior de Ia palanca articulada (26), están situadas en una cámara central estanca y Ia parte exterior de esta palanca (26), con Ia biela (28) y el pistón (23) en otra, separadas por el eje de giro (27) de esta palanca articulada (26). Esta disposición facilita el engrase individual de cada cámara, y permite que el aire pueda ser absorbido a Ia cámara posterior del cilindro (22), a través de una válvula unidireccional durante el recorrido hacia delante del pistón (23), e inyectado durante el retroceso a Ia cámara de compresión. En Ia figura 7 se detalla el funcionamiento de Ia válvula que controla Ia manivela. Así, en Ia figura 7A, cuando se aplica el freno, se manda presión al émbolo (216) de Ia válvula, que se desplaza, permitiendo que Ia presión hidráulica o neumática de éste sistema, pase al cilindro (211 ) a través del émbolo (217) que regula Ia presión de aire en el sistema de almacenamiento, desplazando el vastago (214) al que va unida Ia espiga (25) de Ia manivela (24) hasta su limite de recorrido y produciendo el movimiento angular de Ia palanca articulada (26), que desplaza linealmente los pistones 23). En Ia figura 7B, al soltar el freno y no haber presión en este sistema, el émbolo (216) recupera su posición por medio de su muelle, Ia presión del sistema se corta y el conducto del cilindro, se pone a retorno, así Ia presión que ejerce el aire sobre los pistones, lleva a Ia manivela a su posición de reposo. El émbolo (218) que es actuado por un solenoide, esta previsto para el caso de que se necesite mantener una presión mínima de aire en el sistema y puede ser activado por un interruptor de presión. En Ia figura 7C se puede observar Ia manivela extensible (24) de una sola espiga (25) compuesta por un eje acoplado a Ia estructura del vehículo (210), cilindro impulsor (211 ), vastago (213) , ranuras de limite y orientación del eje manivela (214) y tetones limitadores (215). Una vez descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia presente invención, así como una forma de llevarla a Ia práctica, solamente queda por añadir que dicha invención puede sufrir ciertas variaciones en forma y materiales, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características que se reivindican a continuación.