Motor de compresión variable y Ciclo Atkinson sin rozamientos ni vibraciones

Descripción del mecanismo

El sistema de la presente patente de invención consta de uno o varios conjuntos constituidos por:

1. Un cigüeñal -Figura 2-, cuya manivela (distancia entre su eje de rotación y el eje de la muñequilla) se designara por m.

2. Un eslabón cinemático, que une el cigüeñal con el pistón o pistones –Figura 2–, equivale a la biela en los motores tradicionales, cuya particularidad esencial es que tiene una velocidad angular de mismo módulo que la del cigüeñal y signo contrario. Se designará por biela rotativa –Figura 2–. Consta de uno o dos piñones que tienen como eje de rotación la muñequilla del cigüeñal, cuyo radio primitivo es (m). Las articulaciones que unen esta pieza al pistón, o los pistones, están formadas por uno o dos discos descentrados respecto al eje de los piñones un valor igual a m.

3. Una o varias coronas dentadas interiormente –Figura 3–, de radio primitivo dos veces mayor que la manivela del cigüeñal (2 m), solidarias a la bancada.

4. La bancada –Figura 3–, base sobre la se que articula el cigüeñal y donde va dispuesto el o los cilindros, de forma que sus ejes de simetría sean perpendiculares al eje de rotación del cigüeñal y lo corten.

5. Dos eslabones cinemáticos: la cabeza del pistón –Figura 4–, que consta de un disco con una protuberancia con estrías exteriores y con un taladro roscado, y el pie del pistón, que hace de tornillo y une todo el conjunto a la biela planetaria. El movimiento relativo de la cabeza y el pie del pistón, al enroscarse, modifica la longitud total, variando de este modo la altura máxima alcanzada y modificándose la compresión.

6. Una guía de la protuberancia de la cabeza del pistón –Figura 4–, formada por un piñón cónico y un taladro con estrías que, además de guiar el pistón verticalmente, lo hace girar cuando se pretenda atornillarlo sobre su pie. Engrana con otro piñón que permite moverlo desde fuera de los cilindros. Puede estar apoyada sobre varios rodamientos periféricos.

7. Una válvula rotativa formada por una placa que gira dentro de una ranura –Figura 5–. Otra configuración posible es realizarla mediante un eje giratorio con un taladro transversal que corte el flujo del gas. Otra alternativa es utilizar un tubo y admitir el gas axialmente.

Este diseño consigue que la articulación o articulaciones de la biela rotativa, que se unen a los pies de los pistones, describan una línea recta (en prolongación al eje de simetría del cilindro), incluso antes de haber montado los pistones.

Esto significa que, al girar el cigüeñal y sin haber montado todavía los pistones, el punto de anclaje del pistón (que es un disco descentrado perteneciente a la biela rotativa) tendrá un movimiento totalmente definido, describiendo su centro un diámetro de la corona fija que coincide con el eje del cilindro.