ES2267007T3 - Un motor de relacion de compresion variable. - Google Patents

Abstract

Un motor de relación de compresión variable incluyendo: una biela (64) con un extremo conectado a un pistón (38) mediante un pasador de pistón (63); un brazo subsidiario (68) conectado a un cigüeñal (27) mediante una muñequilla de cigüeñal (65) con un extremo conectado rotativamente al otro extremo de la biela (64); un eje excéntrico (61) dispuesto en una posición excéntrica de un eje rotativo (81) soportado rotativamente en un cuerpo de motor (21); y un vástago de control (69) con un extremo conectado al brazo subsidiario (68) en una posición desviada de la posición de conexión con la biela (64) y el otro extremo conectado pivotantemente al eje excéntrico (61) caracterizado porque el motor incluye además: un embrague unidireccional (87) interpuesto entre el eje rotativo (81) y el cuerpo de motor (21) para restringir una dirección de rotación del eje rotativo (81) a una dirección, correspondiendo la dirección de rotación del eje rotativo (81) a una fuerza de rotación que actúa en el eje rotativo (81) mediante el eje excéntrico (61) del vástago de control (69) siguiendo una operación de movimiento alternativo del pistón (38); un elemento restringido (88) articulado y conectado a la posición excéntrica del eje rotativo (81) para operar alternativamente en respuesta a la rotación del eje rotativo (81); y unos medios de restricción (89) para conmutar una relación de compresión a un nivel alto y un nivel bajo restringiendo selectivamente una operación rotacional del eje rotativo (81) en cualquiera de dos fases de rotación diferentes entre sí de tal manera que los medios de restricción (89) apoyen en y enganchen con el elemento restringido (88) inmediatamente después de que el elemento restringido (88) pase por un extremo de movimiento alternativo.

Description

Un motor de relación de compresión variable.

La presente invención se refiere a un motor de relación de compresión variable incluyendo una biela con un extremo conectado a un pistón mediante un pasador de pistón, un brazo subsidiario con un extremo conectado rotativamente al otro extremo de la biela y conectado en un cigüeñal mediante una muñequilla de cigüeñal, un eje excéntrico dispuesto en una posición excéntrica de un eje rotativo soportado rotativamente en un cuerpo de motor, y un vástago de control con un extremo conectado al brazo subsidiario en una posición desviada de la posición de conexión de la biela y el otro extremo conectado rotativamente al eje excéntrico.

Descripción de la técnica relacionada

Convencionalmente, tal motor ya se conoce, por ejemplo, por las Publicaciones de Patente japonesa números 9-228858 y 2000-73804, donde la relación de compresión se cambia restringiendo y manteniendo la posición de rotación del eje rotativo incluyendo el eje excéntrico en una pluralidad de fases de rotación.

En los motores convencionales antes descritos, un accionador tal como un motor eléctrico o un cilindro está conectado al eje rotativo. Dado que una carga de tracción y una carga de compresión actúan en el vástago de control debido a combustión e inercia del motor, una carga de impacto actúa en el accionador, y por lo tanto unos medios para liberar dicho impacto se tienen que disponer entre el accionador y el eje rotativo, complicando así la construcción.

Si la dirección rotacional del eje rotativo está restringida a una dirección, el eje rotativo se puede girar en la única dirección utilizando la carga de tracción y la carga de compresión que actúan en el vástago de control por la combustión y la inercia del motor. Con esta construcción no se requiere el accionador para mover el eje rotativo. En este caso, sin embargo, se precisan unos medios de restricción para restringir y mantener el eje rotativo en una pluralidad de fases de rotación, y cuando se prevén tales medios de restricción, es deseable evitar que una carga de impacto actúe en la porción de contacto entre los medios de restricción y el eje rotativo.

El documento US 4173 202 muestra una solución diferente al mismo problema.

La presente invención se ha realizado teniendo presentes las circunstancias anteriores, y tiene por objeto proporcionar un motor de compresión variable que gira un eje rotativo utilizando la combustión y la inercia del motor, y es capaz de suprimir la aparición de impacto al tiempo de restringir una operación rotacional del eje rotativo.

Con el fin de lograr el objeto anterior, según un primer aspecto de la presente invención, se facilita un motor de relación de compresión variable incluyendo: una biela con un extremo conectado a un pistón mediante un pasador de pistón; un brazo subsidario conectado a un cigüeñal mediante una muñequilla de cigüeñal con un extremo conectado rotativamente al otro extremo de la biela; un eje excéntrico dispuesto en una posición excéntrica de un eje rotativo soportado rotativamente en un cuerpo de motor; y un vástago de control con un extremo conectado al brazo subsidiario en una posición desviada de la posición de conexión con la biela y el otro extremo conectado pivotantemente al eje excéntrico, donde el motor incluye además: un embrague unidireccional interpuesto entre el eje rotativo y el cuerpo de motor para restringir una dirección de rotación del eje rotativo a una dirección, correspondiendo la dirección de rotación del eje rotativo a una fuerza de rotación que actúa en el eje rotativo mediante el eje excéntrico del vástago de control siguiendo una operación de movimiento alternativo del pistón; un elemento restringido enlazado y conectado a la posición excéntrica del eje rotativo para operar alternativamente en respuesta a la rotación del eje rotativo; y unos medios de restricción para conmutar una relación de compresión a un nivel alto y un nivel bajo restringiendo selectivamente una operación rotacional del eje rotativo en cualquiera de dos fases de rotación diferentes entre sí de tal manera que los medios de restricción apoyen en y enganchen con el elemento restringido inmediatamente después de que el elemento restringido pasa por un extremo de movimiento alternativo.

Con el primer aspecto, el eje rotativo se gira en una dirección restringida por el embrague unidireccional a causa de la carga de tracción y la carga de compresión que actúan en el vástago de control por la combustión y la inercia del motor, y la operación rotacional del eje rotativo se puede restringir y mantener en las dos fases de rotación que difieren entre sí por los medios de restricción que apoyan en y enganchan con el elemento restringido, cambiando por ello la relación de compresión a un nivel alto y un nivel bajo. Además, los medios de restricción apoyan en y enganchan con el elemento restringido inmediatamente después de que el elemento restringido, que es operado alternativamente en correspondencia con la rotación del eje rotativo, pasa por el extremo de movimiento alternativo. Por lo tanto, los medios de restricción apoyan en y enganchan con el elemento restringido en un estado en el que la velocidad operativa del elemento restringido es baja, reduciendo así el impacto al tiempo de cambiar la relación de compresión, y suprimiendo la aparición de ruido de impacto.

Además de la construcción del primer aspecto, según un segundo aspecto de la presente invención, el elemento restringido tiene una porción de bloqueo y se soporta en el cuerpo de motor o unos medios de soporte montados en el cuerpo de motor de manera que gire alrededor de una línea de eje paralela al eje rotativo; un vástago alternativo tiene un extremo conectado a la posición excéntrica del eje rotativo de manera que pueda girar alrededor de una línea de eje coaxial con el eje excéntrico, y tiene el otro extremo conectado al elemento restringido de manera que el elemento restringido se alterne pivotantemente entre extremos de movimiento alternativo primero y segundo en correspondencia con la rotación del eje rotativo; los medios de restricción incluyen un primer elemento de restricción que tiene una primera porción de enganche capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo de un lado en una dirección circunferencial inmediatamente después de que el elemento restringido pasa por el primer extremo de movimiento alternativo, y un segundo elemento de restricción que tiene una segunda porción de enganche capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo del elemento restringido del otro lado en la dirección circunferencial inmediatamente después de que el pistón pasa por el segundo extremo de movimiento alternativo, soportándose pivotantemente las porciones de enganche primera y segunda en el cuerpo de motor o los medios de soporte enclavando al mismo tiempo con y conectando entre sí de manera que cuando una de las porciones de enganche primera y segunda apoye en y enganche con la porción de bloqueo, la otra de las porciones de enganche primera y segunda se retire a una posición donde evita el apoyo en y el enganche con la porción de bloqueo; y un accionador soportado en el cuerpo de motor de manera que opere según una carga de motor se enclava y conecta con los elementos de restricción primero y segundo para mover pivotantemente los elementos de restricción primero y segundo.

Con el segundo aspecto, se puede hacer que una de las porciones de enganche primera y segunda apoye en y enganche con la porción de bloqueo del elemento restringido, inmediatamente después de que el elemento restringido pasa por el extremo de movimiento alternativo por mover pivotantemente los elementos de restricción primero y segundo de los medios de restricción con la operación del accionador operado según la carga de motor, y la relación de compresión se puede conmutar a un nivel alto y un nivel bajo según la carga de motor mientras que el impacto al tiempo de conmutar la relación de compresión se reduce de manera que sea bajo, con la estructura simple.

Ahora se describirá una realización preferida a modo de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos acompañantes en los que:

La figura 1 es una vista frontal de un motor según una realización de la presente invención.

La figura 2 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 2-2 en la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 3-3 en la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección ampliada tomada a lo largo de la línea 4-4 en la figura 2.

La figura 5 es una vista en sección ampliada tomada a lo largo de la línea 5-5 en la figura 2.

La figura 6 es una vista en sección ampliada tomada a lo largo de la línea 6-6 en la figura 5.

La figura 7 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 7-7 en la figura 6 de un estado inmediatamente después de que un elemento restringido pasa por un primer extremo de movimiento alternativo.

La figura 8 es una vista en sección de un estado inmediatamente después de que el elemento restringido pasa por un segundo extremo de movimiento alternativo, correspondiente a la figura 7.

La figura 9 es una vista en planta parcialmente cortada de un accionador en un estado de carga ligera del motor.

La figura 10 es una vista correspondiente a la figura 9, pero en un estado de carga pesada del motor.

Una realización de la presente invención se describirá a continuación con referencia a las figuras 1 a 10. Un motor en las figuras 1 a 3 es un motor monocilindro refrigerado por aire usado para una máquina operativa o análogos, y un cuerpo de motor 21 está formado por un cárter 22, un bloque de cilindro 23 que sobresale de manera que se incline ligeramente hacia arriba de una superficie lateral del cárter 22, y una culata de cilindro 24 unida a una porción de culata del bloque de cilindro 23. Gran número de aletas de refrigeración de aire 23a..., y 24a... se han previsto en superficies periféricas exteriores del bloque de cilindro 23 y la culata de cilindro 24. El cárter 22 está montado en cada una de las bancadas de motor de varias máquinas operativas en una superficie de montaje 22a de una superficie inferior del cárter 22.

El cárter 22 está formado por un cuerpo de cárter 25 formado integralmente con el bloque de cilindro 23 por colada, y una cubierta lateral 26 conectada a un extremo abierto del cuerpo de cárter 25. Un extremo 27a de un cigüeñal 27 sobresale de la cubierta lateral 26, y un cojinete de bolas 28 y una junta estanca de aceite 30 están interpuestos entre el extremo 27a del cigüeñal 27 y la cubierta lateral 26. El otro extremo 27b del cigüeñal 27 sobresale del cuerpo de cárter 25, y un cojinete de bolas 29 y una junta estanca de aceite 31 están interpuestos entre el otro extremo 27b del cigüeñal 27 y el cuerpo de cárter 25.

Un volante 32 está fijado al otro extremo 27b del cigüeñal 27 fuera del cuerpo de cárter 25. Un ventilador de refrigeración 33 para suministrar aire de refrigeración a cada parte del cuerpo de motor 21 está fijado al volante 32, y un dispositivo de arranque de retroceso 34 está colocado fuera del ventilador de refrigeración 33.

En el bloque de cilindro 23 se ha formado un agujero de cilindro 39 en el que un pistón 38 está montado deslizantemente, y entre el bloque de cilindro 23 y la culata de cilindro 24 se ha formado una cámara de combustión 40 a la que mira una porción superior del pistón 38.

En la culata de cilindro 24 se han formado un orificio de entrada 41 y un orificio de escape 42 que pueden comunicar con la cámara de combustión 40; y una válvula de entrada 43 para abrir y cerrar la comunicación entre el orificio de entrada 41 y la cámara de combustión 40, y una válvula de escape 44 para abrir y cerrar la comunicación entre el orificio de escape 42 y la cámara de combustión 40 se colocan de manera que se puedan abrir y cerrar. Una bujía de encendido 45 está enroscada a la culata de cilindro 24 de manera que sus electrodos miren a la cámara de combustión 40.

Un carburador 35 está conectado a una porción superior de la culata de cilindro 24, y un extremo situado hacia abajo de un paso de admisión 46 del carburador 35 comunica con el orificio de entrada 41. Un tubo de entrada 47 que conecta con un extremo situado hacia arriba del paso de admisión 46, está conectado al carburador 35, y el tubo de entrada 47 está conectado a un filtro de aire no representado. Un tubo de escape 48 que comunica con el orificio de escape 42, está conectado a una porción superior de la culata de cilindro 24, y el tubo de escape 48 está conectado a un silenciador de escape 49. Un depósito de combustible 50 está dispuesto encima del cárter 22 de tal manera que se soporte por el cárter 22.

Un primer engranaje de accionamiento 51, y un segundo engranaje de accionamiento 52 integral con el primer engranaje de accionamiento 51 y que tiene un diámetro de la mitad del primer engranaje de accionamiento 51, están fijados al cigüeñal 27 en una porción cerca de la cubierta lateral 26 en el cárter 22. Un primer engranaje accionado 53 engranado con el primer engranaje de accionamiento 51 está fijado a un árbol de levas 54 que tiene un eje paralelo al del cigüeñal 27 y soportado rotativamente en el cárter 22. Así, la fuerza de rotación se transmite en una relación de reducción de 1/2 desde el cigüeñal 27, a través del primer engranaje de accionamiento 51 y el primer engranaje accionado 53 engranados entre sí, al árbol de levas 54.

El árbol de levas 54 está provisto de una excéntrica de admisión 55 y una excéntrica de escape 56 correspondientes a la válvula de entrada 43 y la válvula de escape 44 respectivamente, y una pieza seguidora 57 soportada operativamente en el bloque de cilindro 23 se pone en contacto deslizante con la excéntrica de admisión 55. Por otra parte, una cámara operativa 58, en la que una porción superior de la pieza seguidora 57 sobresale hacia abajo, se forma en el bloque de cilindro 23 y la culata de cilindro 24. Un extremo inferior de un vástago de empuje 59 dispuesto en la cámara operativa 58 apoya en la pieza seguidora 57. Un brazo oscilante 60 se soporta basculantemente en la culata de cilindro 24, con su extremo apoyando en un extremo superior de la válvula de entrada 43 empujada en una dirección de cierre de válvula, y un extremo superior del vástago de empuje 59 apoya en el otro extremo del brazo oscilante 60. Así, el vástago de empuje 59 es accionado en una dirección axial en respuesta a la rotación de la excéntrica de admisión 55, y correspondientemente la oscilación del brazo oscilante 60 hace que la válvula de entrada 43 realice la operación de apertura y cierre.

Un mecanismo similar al interpuesto entre la excéntrica de admisión antes descrita 55 y la válvula de entrada 43 se interpone entre la excéntrica de escape 56 y la válvula de escape 44, y así la válvula de escape 44 realiza la operación de apertura y cierre correspondiente a la rotación de la excéntrica de escape 56.

Con referencia también a la figura 4, el pistón 38, el cigüeñal 27, y un eje excéntrico 61 que tiene un eje paralelo al eje del cigüeñal 27 y se soporta en el cárter 22 del cuerpo de motor 21, están conectados uno a otro mediante un mecanismo articulado 62.

El mecanismo articulado 62 está constituido por una biela 64 con un extremo conectado al pistón 38 mediante un pasador de pistón 63, un brazo subsidiario 68 conectado al cigüeñal 27 mediante una muñequilla de cigüeñal 65 y conectado pivotantemente al otro extremo de la biela 64, y un vástago de control 69 con un extremo conectado pivotantemente al brazo subsidiario 68 en una posición desplazada de una posición de conexión de la biela 64. El otro extremo del vástago de control 69 está conectado pivotantemente al eje excéntrico 61.

El brazo subsidiario 68 tiene, en su porción media, una primera porción semicircular de apoyo 70 en contacto deslizante con una mitad de la periferia de la muñequilla de cigüeñal 65. En extremos opuestos del brazo subsidiario 68 se ha dispuesto integralmente un par de porciones ahorquilladas 71 y 72 que sujetan respectivamente el otro extremo de la biela 64 y el extremo del vástago de control 69. Una segunda porción semicircular de apoyo 74 de un capuchón de cigüeñal 73 está en contacto deslizante con la mitad restante de la periferia de la muñequilla de cigüeñal 65, y el capuchón de cigüeñal 73 está fijado al brazo subsidiario 68.

El otro extremo de la biela 64 está conectado rotativamente a un extremo del brazo subsidiario 68 mediante un pasador cilíndrico de biela 75. Extremos opuestos del pasador de biela 75 montado a presión en el otro extremo de la biela 64, se montan pivotantemente sobre la porción ahorquillada 71 en el lado de extremo del brazo subsidiario 68.

Un extremo del vástago de control 69 está conectado pivotantemente al otro extremo del brazo subsidiario 68 mediante un pasador de brazo subsidiario cilíndrico 76. Extremos opuestos del pasador de brazo subsidiario 76 que penetran de forma relativamente pivotante a través del extremo del vástago de control 69 introducido en la porción ahorquillada 72 en el otro lado de extremo del brazo subsidiario 68 están montados con holgura en la porción ahorquillada 72 en el otro lado de extremo. Un par de clips 77 y 77 para evitar que el pasador de brazo subsidiario 76 se desenganche de la porción ahorquillada 72 apoyando en los extremos opuestos del pasador de brazo subsidiario 76, están unidos a la porción ahorquillada 72 en el otro lado de extremo.

El capuchón de cigüeñal 73 está fijado a las porciones ahorquilladas 71 y 72 por pernos 78, 78... de los que cada par se dispone en lados opuestos del cigüeñal 27. El pasador de biela 75 y el pasador de brazo subsidiario 76 están dispuestos en las líneas axiales extendidas de los pernos 78, 78....

El eje excéntrico 61 se dispone integralmente en una posición excéntrica de un eje rotativo 81 que tiene un eje paralelo al cigüeñal 27 y se soporta rotativamente en el cárter 22 del cuerpo de motor 21. El eje rotativo 81 está provisto de un eje excéntrico 82 coaxial con el eje excéntrico 61 y espaciado del eje excéntrico 61 en la dirección axial. Un extremo del eje rotativo 81 se soporta rotativamente en la cubierta lateral 26 en el cárter 22 mediante un cojinete de bolas 83, y el otro extremo del eje rotativo 81 se soporta rotativamente en el cuerpo de cárter 25 en el cárter 22 mediante un cojinete de bolas 84.

Una carga de tracción actúa en el vástago de control 69 con el otro extremo conectado al eje excéntrico 61 cuando el pistón 38 desliza del punto muerto superior al punto muerto inferior, y una carga de compresión actúa en el vástago de control 69 cuando el pistón 38 desliza del punto muerto inferior al punto muerto superior. Dado que el eje excéntrico 61 está dispuesto en la posición excéntrica del eje rotativo 81, una fuerza de rotación a un lado y una fuerza de rotación al otro lado del vástago de control 69 actúan alternativamente en el eje rotativo 81 por acción alternativa de la carga de tracción y la carga de compresión. Así, se interpone un embrague unidireccional 87 entre el eje rotativo 81 y la cubierta lateral 26 en el cárter 22, y el eje rotativo 81 puede girar solamente en una dirección representada por la flecha 80 en la figura 4.

Un elemento restringido 88 está articulado y conectado a una posición excéntrica del eje rotativo 81 para operar alternativamente en respuesta a la rotación del eje rotativo 81. Unos medios de restricción 89 son capaces de apoyar en y enganchar con el elemento restringido 88. Los medios de restricción 89 son capaces de restringir selectivamente la operación de rotación del eje rotativo 81 en una de dos fases de rotación que difieren entre sí apoyando en y enganchando con el elemento restringido 88 inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el extremo de movimiento alternativo, conmutando por ello la relación de compresión del motor a un nivel alto y un nivel bajo.

Con referencia a la figura 5 y la figura 6 conjuntamente, una porción sobresaliente 25a que sobresale a los lados en una porción correspondiente al eje excéntrico 82 se forma integralmente en el cuerpo de cárter 25 del cárter 22, y unos medios de soporte 92 están montados en la porción sobresaliente 25a. Los medios de soporte 92 incluyen una primera chapa de soporte 93 que apoya en una superficie interior de la porción sobresaliente 25a, una segunda chapa de soporte 94 dispuesta en una posición separada de la primera chapa de soporte 93 a lo largo de una línea axial del eje excéntrico 82 enfrente de la primera chapa de soporte 93, y espaciadores cilíndricos 95, 95... interpuestos en una pluralidad de posiciones, por ejemplo tres, entre las chapas de soporte primera y segunda 93 y 94.

Una pluralidad de pernos, por ejemplo tres, 96, 96... correspondientes a los espaciadores respectivos 95, 95... se implantan en la porción sobresaliente 25a del cuerpo de cárter 25 para tener un eje paralelo al eje rotativo 81. Los medios de soporte 92 se montan en la porción sobresaliente 25a en el cuerpo de cárter 25 del cárter 22 enroscando y fijando tuercas 97, 97... enganchadas con la segunda chapa de soporte 94 de un lado de superficie exterior, en los pernos respectivos 96, 96... introducidos a través de la primera chapa de soporte 93, los espaciadores respectivos 95, 95..., y la segunda chapa de soporte 94.

El eje rotativo 81 penetra de forma rotativa a través de las chapas de soporte primera y segunda 93 y 94. Una porción del eje rotativo 81 que penetra a través de la primera chapa de soporte 93 del eje excéntrico 82, se forma de manera que sea una porción circular 82a coaxial con el eje rotativo 81.

Un extremo de un vástago alternativo 98 está conectado rotativamente al eje excéntrico 82 que está en la posición excéntrica del eje rotativo 81. Por otra parte, el elemento restringido 88 se introduce entre las chapas de soporte primera y segunda 93 y 94 de los medios de soporte 92, y se soporta rotativamente en ambas chapas de soporte 93 y 94 mediante un eje de soporte 99 paralelo al eje excéntrico 82. El elemento restringido 88 incluye: una porción de brazo de conexión 88a con su extremo de base soportado basculantemente en el eje de soporte 99; y una porción de bloqueo 88b formada de manera que sea una forma de sector con uno de los espaciadores 95, 95... como una articulación y conectada a una porción base de la porción de brazo de conexión 88a, estando conectadas entre sí la porción de brazo de conexión 88a y la porción de bloqueo 88b en un ángulo sustancialmente recto. El otro extremo del vástago alternativo 98 está conectado a un extremo de punta de la porción de brazo de conexión 88a mediante un pasador de conexión 100 paralelo al eje de soporte 99.

En un estado en el que el elemento restringido 88 no es restringido por los medios de restricción 89, y el eje rotativo 81 puede girar libremente, el vástago alternativo 98 es operado alternativamente a la izquierda y la derecha en la figura 7 y la figura 8 en correspondencia con la operación rotacional del eje rotativo 81 siguiendo el movimiento deslizante del pistón 38. Según dicha operación de movimiento alternativo del vástago alternativo 98, el elemento restringido 88 gira alternativamente hacia arriba y hacia abajo entre un primer extremo de movimiento alternativo puesto en el lado inferior en la figura 7 y la figura 8 y un segundo extremo de movimiento alternativo puesto en el lado superior en la figura 7 y la figura 8.

Los medios de restricción 89 incluyen: un primer elemento de restricción 101 que tiene una primera porción de enganche 101a capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 desde un lado en una dirección circunferencial (lado superior en la realización) representada en la figura 7, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el primer extremo de movimiento alternativo, a saber, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 cambia la dirección operativa de una dirección hacia abajo a una dirección hacia arriba; y un segundo elemento de restricción 102 que tiene una segunda porción de enganche 102a capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 desde el otro lado en la dirección circunferencial (lado inferior en la realización) representada en la figura 8, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el segundo extremo de movimiento alternativo, a saber, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 cambia la dirección operativa de la dirección hacia arriba a la dirección hacia abajo; soportándose rotativamente los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 en los medios de soporte 92 al mismo tiempo que enclavan con y conectan entre sí de manera que cuando una de las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a apoye en y enganche con la porción de bloqueo 88b, la otra de las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a se retire a una posición donde evita el apoyo en y el enganche con la porción de bloqueo 88b.

Un par de espaciadores 95 y 95 entre la pluralidad de espaciadores 95, 95... en los medios de soporte 92 están dispuestos en dos posiciones verticales en un lado opuesto del eje rotativo 81 con respecto al eje de soporte 99. El primer elemento de restricción 101 se soporta rotativamente por el espaciador inferior de los espaciadores 95 y 95, y el segundo elemento de restricción 102 se soporta rotativamente por el espaciador superior de los espaciadores 95 y 95.

Porciones base de los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 se soportan rotativamente por los espaciadores 95 y 95 a intercalar entre ambas chapas de soporte 93 y 94 de los medios de soporte 92. La primera porción de enganche 101a se forma en general en forma de L a enganchar por arriba con una porción media en un lado en una dirección de la anchura de la porción de bloqueo 88b dispuesta entre las chapas de soporte 93 y 94, y está dispuesta en el primer elemento de restricción 101. La segunda porción de enganche 102a se forma en general en forma de L a enganchar por arriba con una porción media en el otro lado en la dirección de la anchura de la porción de bloqueo 88b, y está dispuesta en el segundo elemento de restricción 102. A saber, las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a son capaces de estar en contacto deslizante entre sí, y están dispuestas entre las chapas de soporte primera y segunda 93 y 94.

Los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 están provistos de porciones de brazo 101b y 102b que se extienden a un lado opuesto del elemento restringido 88. Un muelle de enclavamiento 103 está previsto bajo compresión entre extremos de punta de las porciones de brazo 10lb y 102b, para exhibir una fuerza elástica en una dirección en la que los extremos de punta de ambas porciones de brazo 10lb y 102b se aproximan más uno a otro, a saber, en una dirección en la que las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a apoyan en y enganchan con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88.

Una excéntrica 104 está alojada entre las chapas de soporte 93 y 94 de modo que las porciones de brazo 101b y 102b de los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 siempre apoyen en la excéntrica 104 por la fuerza elástica del muelle de enclavamiento 103. La excéntrica 104 pivota para bascular los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 para conmutar: un estado en el que la primera porción de enganche 101a apoya en y engancha con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 y la segunda porción de enganche 102a se retira para evitar el enganche con la porción de bloqueo 88b, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el primer extremo de movimiento alternativo representado en la figura 7; un estado en el que la segunda porción de enganche 102a apoya en y engancha con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 y la primera porción de enganche 101a se retira para evitar el enganche con la porción de bloqueo 88b, inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el segundo extremo de movimiento alternativo representado en la figura 8. Solamente cuando la excéntrica 104 es accionada pivotantemente para conmutar la relación de compresión, se libera la restricción del elemento restringido 88 por los medios de restricción 89, y solamente entonces, el eje rotativo 81 se gira, el vástago alternante 98 es operado alternativamente, y el elemento de restricción 88 se gira.

La excéntrica 104 tiene un eje paralelo al eje rotativo 81, y está dispuesta en un eje rotativo 105 soportado rotativamente por las chapas de soporte primera y segunda 93 y 94. Un extremo del eje rotativo 105 penetra de forma rotativa a través de la porción sobresaliente 25a del cuerpo de cárter 25 en el cárter 22, y un elemento anular de sellado 106 se interpone entre el eje rotativo 105 y la porción sobresaliente 25a. Una porción inferior de un brazo que se extiende verticalmente 107, está fijada a un extremo del eje rotativo 105 fuera del cárter 22, y un accionador del tipo de diafragma 108 está conectado a un extremo superior del brazo 107.

En la figura 9 y la figura 10, el accionador 108 incluye una caja 110 montada en una chapa de soporte 109 fijada a una porción superior del cuerpo de cárter 25 en el cárter 22, un diafragma 113 soportado en la caja 110 para dividir el interior de la caja 110 en una cámara de presión negativa 111 y una cámara de presión atmosférica 112, un muelle 114 que exhibe una fuerza elástica en una dirección para incrementar el volumen de la cámara de presión negativa 111 y dispuesto bajo compresión entre la caja 110 y el diafragma 113, y un vástago operativo 115 conectado a una porción central del diafragma 113.

El cárter 110 está constituido por una primera mitad de cuerpo de cárter en forma de copa 116 montada en la chapa de soporte 109, y una segunda mitad de cuerpo de cárter en forma de copa 117 unida a la mitad de cuerpo de cárter 116 por rizado, y un borde periférico del diafragma 113 está intercalado entre extremos abiertos de ambas mitades de cuerpo de cárter 116 y 117. La cámara de presión negativa 111 se forma entre el diafragma 113 y la segunda mitad de cuerpo de cárter 117, y el muelle 114 está alojado en esta cámara de presión negativa 111.

La cámara de presión atmosférica 112 se forma entre el diafragma 113 y la primera mitad de cuerpo de cárter 116. Un extremo del vástago operativo 115 introduce la cámara de presión atmosférica 112 a través de un agujero pasante 118 dispuesto en una porción central de la primera mitad de cuerpo de cárter 116, a conectar a una porción central del diafragma 113, y la cámara atmosférica 112 comunica con el exterior mediante un intervalo entre una circunferencia interior del agujero pasante 118 y una circunferencia exterior del vástago operativo 115.

Un conducto 119 que comunica con la cámara de presión negativa 111, está conectado a la segunda mitad de cuerpo de cárter 117 en la caja 110. El conducto 119 también está conectado a un extremo situado hacia abajo del paso de admisión 46 del carburador 35. A saber, la presión negativa de admisión del paso de admisión 46 se introduce en la cámara de presión negativa 111 del accionador 108. El otro extremo del vástago operativo 115 del accionador 108 está conectado a un extremo de un brazo de accionamiento 120 soportado rotativamente en la chapa de soporte 109.

En un estado en el que el motor está operando bajo una carga ligera y la presión negativa de la cámara de presión negativa 111 es alta, el diafragma 113 se curva para reducir el volumen de la cámara de presión negativa 111 contra la fuerza elástica del muelle 114 representado en la figura 9, y el vástago operativo 115 es accionado para su contracción. En este estado, el brazo 107 pivota como se representa en la figura 7, y la primera porción de enganche 101a del primer elemento de restricción 101 está en el estado capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88.

Por otra parte, cuando el motor opera bajo una carga alta y la presión negativa de la cámara de presión negativa 111 es baja, el diafragma 113 se curva para incrementar el volumen de la cámara de presión negativa 111 por la fuerza elástica del muelle 114 representado en la figura 10, y el vástago operativo 115 opera para su expansión. Como resultado, el brazo 107 pivota como se representa en la figura 8, y la segunda porción de enganche 102a del segundo elemento de restricción 102 está en el estado capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88.

La operación de esta realización se describirá a continuación. Cuando el motor está en un estado de carga ligera, la primera porción de enganche 101a del primer elemento de restricción 101 en los medios de restricción 89 apoya en y engancha con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 por el accionador 108, por lo que la operación del eje rotativo 81 se para y mantiene en la fase de rotación en la que el centro del eje excéntrico 61 está separado del cigüeñal 27 con respecto al centro del eje rotativo 81. Como resultado, el motor opera a una relación de compresión baja en la que la carrera de operación del pistón 38 se acorta comparativamente. Cuando el motor está en un estado de carga alta, la segunda porción de enganche 102a del segundo elemento de restricción 102 en los medios de restricción 89 apoya en y engancha con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 por el accionador 108, por lo que la operación del eje rotativo 81 se para y mantiene en la fase de rotación en la que el centro del eje excéntrico 61 se aproxima más al cigüeñal 27 que el centro del eje rotativo 81. Como resultado, el motor opera en la relación de compresión alta en la que la carrera de operación del pistón 38 se hace comparativamente larga. A saber, el motor es operado conmutando entre la relación de compresión baja bajo la carga ligera del motor y la relación de compresión alta bajo la carga alta del motor.

Además, la dirección de rotación del eje rotativo 81 según la fuerza de rotación que actúa en el eje rotativo 81 del vástago de control 69 mediante el eje excéntrico 61 con la operación de movimiento alternativo del pistón 38, se restringe a una dirección por el embrague unidireccional 87 interpuesto entre el eje rotativo 81 y el cárter 22 del cuerpo de motor 21, y la relación de compresión se conmuta a un nivel alto y un nivel bajo restringiendo selectivamente la operación rotacional del eje rotativo 81 en cualquiera de las dos fases de rotación diferentes entre sí, haciendo que los medios de restricción 89 apoyen en y enganchen con el elemento restringido 88 que enclava y conecta con el eje rotativo 81 inmediatamente después de que el elemento restringido 88 que gira alternativamente entre el extremos de movimiento alternativo primero y segundo, pasa por los extremos primero y segundo de movimiento alternativo. Por lo tanto, los medios de restricción 89 apoyan en y enganchan con el elemento restringido 88 en el estado en el que la velocidad operativa del elemento restringido 88 es baja, suprimiendo así el impacto al tiempo de conmutar la relación de compresión de manera que sea bajo y la aparición del ruido de impacto.

El elemento restringido 88 se soporta en los medios de soporte 92 montados en el cárter 22 del cuerpo de motor 21 de manera que pueda girar alrededor del eje paralelo al eje rotativo 81. El otro extremo del vástago alternativo 98 del que un extremo está conectado a la posición excéntrica del eje rotativo 81, está conectado al elemento restringido 88 de manera que pueda girar alrededor del eje coaxial con el eje excéntrico 61. Los medios de restricción 89 se forman soportando rotativamente en los medios de soporte 92 el primer elemento de restricción 101 que tiene la primera porción de enganche 101a capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 de un lado en la dirección circunferencial inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el primer extremo de movimiento alternativo, y el segundo elemento de restricción 102 que tiene la segunda porción de enganche 102a capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 del otro lado en la dirección circunferencial inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el segundo extremo de movimiento alternativo, enclavando y conectando el primer elemento de restricción 101 y el segundo elemento de restricción 102 uno a otro de manera que cuando una de las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a apoye en y enganche con la porción de bloqueo 88b, la otra de las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a se retire a la posición en la que puede evitar el apoyo en y el enganche con la porción de bloqueo 88b. El accionador 108 soportado en el cárter 22 del cuerpo de motor 21 a operar correspondientemente a la carga de motor, está enclavado con y conectado a los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 para mover rotativamente los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102.

Por consiguiente, se puede hacer que una de las porciones de enganche primera y segunda 101a y 102a apoye en y enganche con la porción de bloqueo 88b del elemento restringido 88 inmediatamente después de que el elemento restringido 88 pasa por el extremo de movimiento alternativo, moviendo pivotantemente los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 de los medios de restricción 89 por la operación del accionador 108 operado correspondientemente a la carga de motor. Por lo tanto, la relación de compresión se puede conmutar a un nivel alto y un nivel bajo según la carga de motor, aliviando al mismo tiempo el impacto al tiempo de conmutar la relación de compresión de manera que sea bajo en la estructura simple.

La realización de la presente invención se ha descrito anteriormente, pero la presente invención no se limita a la realización antes descrita, y se puede hacer varios cambios de diseño sin apartarse de la presente invención descrita en las reivindicaciones.

Por ejemplo, en la realización antes descrita, el elemento restringido 88, los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 de los medios de restricción 89 se soportan pivotantemente en los medios de soporte 92 montados en el cárter 22 del cuerpo de motor 21, pero el elemento restringido 88, y los elementos de restricción primero y segundo 101 y 102 se pueden soportar rotativamente en el cárter 22 del cuerpo de motor 21.

Claims (2)

1. Un motor de relación de compresión variable incluyendo: una biela (64) con un extremo conectado a un pistón (38) mediante un pasador de pistón (63); un brazo subsidiario (68) conectado a un cigüeñal (27) mediante una muñequilla de cigüeñal (65) con un extremo conectado rotativamente al otro extremo de la biela (64); un eje excéntrico (61) dispuesto en una posición excéntrica de un eje rotativo (81) soportado rotativamente en un cuerpo de motor (21); y un vástago de control (69) con un extremo conectado al brazo subsidiario (68) en una posición desviada de la posición de conexión con la biela (64) y el otro extremo conectado pivotantemente al eje excéntrico (61) caracterizado porque el motor incluye además:

un embrague unidireccional (87) interpuesto entre el eje rotativo (81) y el cuerpo de motor (21) para restringir una dirección de rotación del eje rotativo (81) a una dirección, correspondiendo la dirección de rotación del eje rotativo (81) a una fuerza de rotación que actúa en el eje rotativo (81) mediante el eje excéntrico (61) del vástago de control (69) siguiendo una operación de movimiento alternativo del pistón (38);

un elemento restringido (88) articulado y conectado a la posición excéntrica del eje rotativo (81) para operar alternativamente en respuesta a la rotación del eje rotativo (81); y

unos medios de restricción (89) para conmutar una relación de compresión a un nivel alto y un nivel bajo restringiendo selectivamente una operación rotacional del eje rotativo (81) en cualquiera de dos fases de rotación diferentes entre sí de tal manera que los medios de restricción (89) apoyen en y enganchen con el elemento restringido (88) inmediatamente después de que el elemento restringido (88) pase por un extremo de movimiento alternativo.

2. El motor de relación de compresión variable según la reivindicación 1, donde el elemento restringido (88) tiene una porción de bloqueo (88b) y se soporta en el cuerpo de motor (21) o unos medios de soporte (92) montados en el cuerpo de motor (21) de manera que puedan girar alrededor de una línea de eje paralela al eje rotativo (81), donde un vástago alternativo (98) tiene un extremo conectado a la posición excéntrica del eje rotativo (81) de manera que pueda girar alrededor de una línea de eje coaxial con el eje excéntrico (61), y tiene el otro extremo conectado al elemento restringido (88) de modo que el elemento restringido (88) se alterne pivotantemente entre extremos primero y segundo de movimiento alternativo correspondiente a la rotación del eje rotativo (81), donde los medios de restricción (89) incluyen un primer elemento de restricción (101) que tiene una primera porción de enganche (101a) capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo (88b) desde un lado en una dirección circunferencial inmediatamente después de que el elemento restringido (89) pasa por el primer extremo de movimiento alternativo, y un segundo elemento de restricción (102) que tiene una segunda porción de enganche (102a) capaz de apoyar en y enganchar con la porción de bloqueo (88b) del elemento restringido (88) desde el otro lado en la dirección circunferencial inmediatamente después de que el pistón (38) pasa por el segundo extremo de movimiento alternativo, soportándose pivotantemente las porciones de enganche primera y segunda (101 a, 102a) en el cuerpo de motor (21) o los medios de soporte (92) enclavando al mismo tiempo con y conectando entre sí de manera que cuando una de las porciones de enganche primera y segunda (101a, 102a) apoye en y enganche con la porción de bloqueo (88b), la otra de las porciones de enganche primera y segunda (101a, 102a) se retira a una posición donde evita el apoyo en y el enganche con la porción de bloqueo (88b), y donde un accionador soportado en el cuerpo de motor a operar según una carga de motor está enclavado y conectado con los elementos de restricción primero y segundo (101, 102) para mover pivotantemente los elementos de restricción primero y segundo (101, 102).