ES2369885T3 - Disposiciones de junta de culata para conjuntos de motor. - Google Patents

Abstract

Una disposición de junta de culata con un conjunto de motor, comprendiendo dicho conjunto (10) de motor un bloque (12) de cilindros que tiene definido en él al menos un cuerpo (1, 2) de cilindro y una culata (14) adaptada para ser unida a dicho bloque de cilindros, incluyendo dicha disposición una junta (18) de culata adaptada para ser comprimida entre dicha culata y dicho bloque de cilindros y comprendiendo un miembro laminar (20) que soporta una anillo (22) de estanqueidad adaptado para hacer un cierre estanco alrededor de dicho cuerpo de cilindro, caracterizado porque dicho anillo (22) de estanqueidad está adaptado para seguir, alrededor de al menos una porción de dicho cuerpo (1, 2) de cilindro, una trayectoria curvilínea que se apoya sustancialmente a lo largo de una fibra neutra (N/F) del cuerpo de cilindros asociada a dicho cuerpo de cilindro;

Description

Disposiciones de junta de culata para conjuntos de motor

La presente invenci6n se refiere a disposiciones de juntas y, en particular, a disposiciones de junta de culata para un conjunto de motor.

La utilidad de una junta de culata es asegurar una buena estanqueidad entre la culata y el bloque de cilindros en un conjunto de motor. La estanqueidad es necesaria para mantener los gases del cilindro en los cilindros. Tambien impide la interacci6n entre los gases del cilindro y los pasos usados en el bloque de cilindros y la culata para el transporte de refrigerante, lubricante y otros fluidos segun se necesita, asf como impide su interacci6n con el exterior. La estanqueidad deseada se alcanza a traves de forzar la culata y el bloque de cilindro uno hacia el otro de tal forma que compriman la junta de culata entre ellos y se implementa, generalmente, por medio de una fuerza de apriete aplicada a traves de fijaciones mecanicas repartidas alrededor de los cilindros, por ejemplo, pernos o esparragos de culata y tuercas.

Las fuerzas usadas en sujetar la culata son capaces de deformar directamente y de forma sustancial una o mas partes del conjunto, tales como la culata o incluso el bloque de cilindros. La deformaci6n puede ser causada por el par de apriete aplicado a los elementos de fijaci6n de la culata que actuan alrededor de un anillo de estanqueidad de los gases de combusti6n de la junta de culata y este problema puede ser particularmente evidente en conjuntos que incluyen componentes grandes, tales como culatas y bloques, hechos de aluminio, magnesio o una aleaci6n o equivalente de tales materiales.

Unos buenos disefo y montaje de la junta de culata, por ello, implica la optimizaci6n de las regiones de contacto de la junta de culata y la adaptaci6n de los fuerzas de apriete locales para obtener la mejor estanqueidad con una deformaci6n local minimizada bajo condiciones estaticas.

Una disposici6n de junta de culata de la tecnica anterior esta propuesto en el documento de patente japonesa JP7198040, en el cual los anillos de fuego previstos en la junta de culata para los cuerpos de cilindro no siguen una trayectoria circular alrededor de ellos. En una direcci6n radial desde una lfnea central a traves de la luz del cilindro, la parte central de las molduras de estanqueidad esta mas alejada de la luz del cilindro en la regi6n de cada perno de culata de lo que lo esta en una regi6n intercuerpos o en una regi6n lateral alejada del perno de culata. Ejemplos similares pueden encontrarse en los documentos de patente de EE.UU. 4721315, 5957463 y 6431554. En cada uno de estos casos, la idea general es distribuir mas uniformemente la presiones de apriete alrededor de los cuerpos de cilindro, por ejemplo para reducir las ocasiones de distorsi6n del cuerpo.

Muchas propuestas de la tecnica anterior tratan de abordar el problema de la distorsi6n del bloque de cilindros y de la culata en compresi6n bajo condiciones estaticas, pero no abordan adecuadamente el problema de la distorsi6n generada dinamicamente tal como variaciones cfclicas que interfieren con la eficiencia de la estanqueidad proporcionada por la junta de culata. Por ejemplo, en algunas disposiciones de la tecnica anterior los anillos de fuego pueden incluir porciones que estan unidas mediante lfneas rectas o mediante la direcci6n variable de una curva. Ninguna de estas disposiciones puede ser la mejor ajustada para resistir las fuerzas de deformaci6n cfclicas, las cuales pueden, por ejemplo, cambiar sus vectores.

Presiones de combusti6n grandes se generan en los cilindros y cuando estos chocan con la culata pueden tender a empujarla hacia fuera del bloque de cilindros o a distorsionarla y, de esta manera, reducir la seguridad de la estanqueidad de la junta de culata. Ademas, los movimientos cfclicos o la distorsi6n generada por las presiones de combusti6n o masas giratorias pueden contribuir a o intensificar la tendencia hacia el debilitamiento de la estanqueidad. Los efectos de estas caracterfsticas de distorsiones cfclicas pueden probarse diffciles de controlar y pueden, por ejemplo, causar la distorsi6n de la luz del cilindro o la culata o inducir elementos de torsi6n alrededor de las fijaciones de la culata.

La distorsi6n cfclica puede ser experimentada en uno o en ambos del bloque de cilindros y la culata y puede, como consecuencia, provocar variaciones cfclicas asociadas en la capacidad de cierre estanco de la junta de culata. Estas variaciones cfclicas pueden inducir fatiga en partes de la junta de culata las cuales podrfan, con el tiempo, conducir a la rotura de al menos parte del cierre estanco.

Ademas de causar problemas con la estanqueidad, tanto la deformaci6n estatica como la dinamica/cfclica pueden traducirse, tanto individualmente como en combinaci6n, en problemas en el recorrido para los componentes alternativos o de otro tipo de movimiento asociados a la culata o al bloque de cilindros. Tales problemas pueden afectar a las levas, al distribuidor de las valvulas del cilindro, a las holguras de carrera del pist6n, a la forma oval del cilindro y al consumo de aceite.

La mejor practica en el disefo y montaje de la junta de culata deberfa, por ello, mirar no s6lo a reducir la deformaci6n estatica sino que deberfa mirar tambien a limitar los efectos de las variaciones cfclicas sobre la calidad y la seguridad del cierre estanco entre culata y bloque de cilindros proporcionado por la junta de culata.

Es un objeto de la presente invenci6n proporcionar una disposici6n de junta de culata mejorado para un conjunto de motor.

De acuerdo con ello, la presente invenci6n proporciona una disposici6n de junta de culata con un conjunto de motor, comprendiendo dicho conjunto de motor un bloque de cilindros, que tiene definido en el al menos un cuerpo de cilindro, y una culata adaptada para ser unida a dicho bloque de cilindros, incluyendo dicha disposici6n una junta de culata adaptada para ser comprimida entre dicha culata y dicho bloque de cilindros y comprendiendo un miembro laminar que soporta una anillo de estanqueidad adaptado para hacer un cierre estanco alrededor de dicho cuerpo de cilindro, caracterizado porque dicho anillo de estanqueidad esta adaptado para seguir, alrededor de al menos una porci6n de dicho cuerpo de cilindro, una trayectoria curvilfnea que se apoya sustancialmente a lo largo de una fibra neutra del bloque de cilindros asociada a dicho cuerpo de cilindro.

Es una ventaja de la presente invenci6n que, por seguir la fibra neutra, el disefo de la junta de culata ayuda a reducir la distorsi6n de la luz del cilindro y demuestra robustez contra las distorsiones cfclicas. El o cada uno de los anillos de estanqueidad sigue preferiblemente la fibra neutra hasta tan lejos alrededor de su cuerpo de cilindro asociado como sea practico con respecto al material disponible alrededor de ese cuerpo de cilindro y, tambien preferiblemente, en un bloque multicilindro, teniendo en cuenta la necesidad de acomodar los anillos de estanqueidad de cuerpos de cilindro vecinos.

Dicho anillo de estanqueidad puede estar adaptado para seguir una unica curva cerrada. Para un cilindro intermedio, dicha trayectoria puede comprender una curva sustancialmente elfptica.

Dicho bloque de cilindros puede comprender un bloque de cilindros multicuerpo y dicha junta de culata puede incluir una anillo de estanqueidad asociado a cada uno de dichos cuerpos de cilindro, en donde los anillos de estanqueidad asociados con dichos cuerpos de cilindro vecinos siguen dichas trayectorias curvilfneas respectivas que, en una regi6n intercilindros, sustancialmente siguen o convergen hacia una fibra neutra intercilindros de dicho bloque de cilindros.

Dicho bloque de cilindros puede comprender un bloque de cilindros multicuerpo y dicha junta de culata puede incluir un anillo de estanqueidad asociado con cada uno de dichos cuerpos de cilindro, en donde los anillos de estanqueidad asociados a dichos cuerpos de cilindro vecinos siguen dichas trayectorias curvilfneas respectivas que, en una regi6n intercilindros, estan dispuestas sustancialmente de forma simetrica alrededor de un fibra neutra intercilindros de dicho bloque de cilindros.

Dicho motor puede comprender un motor multicilindro y dicho miembro laminar de la junta puede soportar ademas una moldura de estanqueidad, tal como una ondulaci6n o burlete elast6mero, que esta adaptada para seguir una fibra neutra en al menos una porci6n de regi6n intercilindros.

Dicho miembro laminar de la junta puede comprender una lamina metalica, preferiblemente un laminado metalico multicapa y el o cada uno de los anillos de estanqueidad puede comprender un cierre estanco al gas de combusti6n tal como un anillo de fuego.

La presente invenci6n proporciona tambien un metodo de producir una junta de culata, metodo que incluye:

a) proporcionar un miembro laminar que define a traves de el uno o mas agujeros para cuerpos de cilindro; y

b) proporcionar alrededor de uno o mas de dichos agujeros para cuerpos de cilindro un anillo de estanqueidad que esta adaptado para seguir, alrededor de al menos una porci6n de uno de dichos agujeros para cuerpo de cilindro, una trayectoria curvilfnea que se apoya sustancialmente a lo largo de una fibra neutra del bloque de cilindros asociada a dicho agujero de cuerpo de cilindro.

Dicha fibra neutra del bloque de cilindros puede comprender una fibra neutra que circunda un cuerpo de cilindro definido en un bloque de cilindros de un motor, con el cual motor esta asociada en uso una junta de culata hecha de acuerdo con el metodo de la presente invenci6n.

La presente invenci6n proporciona tambien un conjunto de motor que incluye una disposici6n de junta de culata de acuerdo con la presente invenci6n o una junta de culata hecha usando el metodo de la presente invenci6n.

Dicho conjunto de motor puede incluir un bloque de cilindros que comprende aluminio, magnesio o una aleaci6n que incluya al menos uno de ellos. Dicho bloque de cilindros puede comprender un forro de cilindro que define un dicho cuerpo de cilindro.

La presente invenci6n se describira ahora s6lo a modo de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos que acompafan, en los cuales:

la figura 1 es una vista en planta de un bloque de cilindros que tiene una junta de culata de acuerdo con una realizaci6n de la presente invenci6n que se apoya en la parte superior de aquel;

la figura 2 es una secci6n vertical a traves de la disposici6n de la figura 1 a lo largo de la lfnea A a A y que tiene una culata montada sobre el;

la figura 3 es una secci6n vertical a traves de la disposici6n de la figura 1 a lo largo de la lfnea B a B y que tiene una culata montada sobre el; y

la figura 4 es una variaci6n de la figura 3, comprendiendo la variaci6n la inclusi6n de un forro de cilindro.

Haciendo referencia a la figuras y, en particular por el momento a las figuras 1 a 3, un conjunto de motor 10 comprende un bloque 12 de cilindros en el cual estan definidos una serie de cuerpos de cilindro en lfnea. El bloque 12 de cilindros puede comprender un bloque de un motor en lfnea o puede comprender una fila de cilindros de un motor multicilindro. Para los prop6sitos de la ilustraci6n, el bloque 12 de cilindros incluye al menos tres cilindros, de los cuales s6lo estan ilustrados los primer y segundo cilindros 1, 2. Los cilindros ilustrados 1, 2 son un cilindro 1 extremo y un cilindro 2 intermedio.

El cilindro 1 extremo representa un cilindro en un extremo del bloque 12, es decir, extremo frontal o trasero. En el ejemplo de un motor 10 en lfnea, un cilindro 1 extremo de ese tipo esta flanqueado s6lo en un lado por otro cilindro 2, lado el cual mira hacia el resto de la fila de cilindros 2. El cilindro 2 intermedio representa un cilindro que esta flanqueado en ambos lados por otros cilindros, ilustrados en la figura 1 como el cilindro 1 extremo en un lado y flanqueado en el otro lado por otro cilindro (no ilustrado). Este otro cilindro puede comprender un cilindro extremo en el caso de un bloque de cilindros o fila de cilindros 12 de tres cilindros o puede ser otro cilindro intermedio en el caso de un motor 10 que tenga un bloque de cilindros o fila de cilindros 12 que define al menos cuatro cilindros en lfnea.

Una culata 14 esta adaptada para ser unida al bloque 12 de cilindros mediante ser apretada sobre el bloque 12 usando un juego de fijaciones mecanicas (ninguna ilustrada). La fijaciones mecanicas pueden comprender un juego de pernos o esparragos de culata que son usados para fijar la culata 14 al bloque 12 por vfa de un juego de agujeros 16, 16A de fijaci6n repartidos alrededor y entre los cuerpos de cilindro 1, 2. Como se ilustra en la figura 1, algunos agujeros 16A de fijaci6n pueden ser comunes entre cuerpos 1, 2 vecinos.

Una junta 18 de culata esta comprimida entre la culata 14 y el bloque 12 de cilindros durante el ensamblado del motor 10 y permanece comprimida en la posici6n de uso. La junta 18 de culata comprende un miembro 20 laminar que define a traves de ella agujeros para cilindro asociados uno a cada cilindro 1, 2 y alrededor de cada uno de cuyos agujeros la junta 18 de culata soporta un anillo 22 de estanqueidad que define el contorno de su agujero de cuerpo de cilindro asociado.

El miembro 20 laminar puede comprender una lamina metalica de capa unica o un laminado de hoja metalica multicapa. Para cada cilindro 1, 2, el anillo 22 de estanqueidad comprende preferiblemente un cierre estanco al gas de combusti6n tal como a los que se hace referencia a veces en la tecnica como anillos de fuego. Cada anillo 22 de estanqueidad circunda su cuerpo 1, 2 de cilindro asociado siguiendo una trayectoria curva que se describira con mayor detalle mas abajo. Se hace notar, no obstante, que generalmente los anillos 22 de estanqueidad no siguen el borde externo del propio cuerpo 1, 2 de cilindro sino que estan espaciados radialmente lejos de el y, ademas, no estan necesariamente en forma de un cfrculo perfecto. El prop6sito original de los anillos 22 de estanqueidad es hacer un cierre estanco entre la culata 14 y el bloque 12 de cilindros contra el escape de los gases de combusti6n de esos cilindros. Los anillos 22 de estanqueidad tambien protegen los cuerpos 1, 2 de cilindro contra fugas hacia dentro de aceite lubricante, refrigerante u otros fluidos que pasan entre el bloque 12 de cilindro y la culata 14 y contra la interacci6n con el entorno externo. Los anillos 22 de estanqueidad pueden transferir fuerzas de compresi6n al interior del bloque 12 de cilindros durante y despues de comprimir la culata 18 durante el ensamblado de la culata con el bloque 12 de cilindros.

Asf como un agujero para cada cilindro 1, 2, la junta 18 de culata puede definir otros agujeros mas (ninguno ilustrado) que estan asociados a pasos de fluidos tales como conductos de lfquido refrigerante o de aceite. Para cerrar de forma estanca al menos alrededor de estos agujeros, la junta 18 de culata, preferiblemente, tambien soporta una o mas molduras 24 de estanqueidad. Las molduras 24 de estanqueidad ilustradas se muestran a modo de ejemplo en forma de una ondulaci6n en el miembro 20 laminar. Una moldura 24 de estanqueidad tal puede ser producida por medio de una tecnica de deformaci6n, por ejemplo por laminaci6n o estampaci6n. Pueden usarse disposiciones equivalentes a una ondulaci6n, tales como una nervadura de estanqueidad elast6mera formada, por ejemplo, a partir de un material resiliente tal como un compuesto de goma.

Cuando estan comprimidas en la uni6n por compresi6n, estas molduras 24 se benefician de una localizaci6n de la presi6n de contacto a lo largo de su lfnea de acci6n que es adecuada para alcanzar una estanqueidad satisfactoria alrededor, por ejemplo, de los conductos de aceite o refrigerante que pasan a traves de la junta 18 de culata. Tales molduras 24 de estanqueidad son usadas tfpicamente alrededor de pasos con requerimientos de estanqueidad a presi6n mas baja que los requerimientos de presi6n elevados satisfechos por los anillos 22 de estanqueidad. Estas molduras 24 de estanqueidad pueden tambien pasar a lo largo del bloque de cilindros a la superficie de contacto con la culata en regiones en las que no hay agujeros en el bloque 12 de cilindros o la culata 14 y pueden usarse allf para reducir distorsiones ondulatorias en la capa 20 laminar.

Los anillos 22 de estanqueidad son mas rfgidos que la o cada una de las molduras 24 de estanqueidad y las fuerzas de apriete desde los elemento de sujeci6n mecanica pueden ser transferidas al interior del bloque 12 de cilindros en gran parte a traves de esos anillos 22 de estanqueidad. Con objeto de mantener en un mfnimo la deformaci6n de los cuerpos de cilindro 1, 2 y, ademas, reducir los efectos de los movimientos cfclicos sobre la eficiencia de los anillos 22 de estanqueidad, la presente invenci6n optimiza el paso de fuerzas de compresi6n con respecto a las paredes del cuerpo de cilindro. Esto se alcanza adaptando la porci6n de la junta 18 de culata que transfiere la mayorfa de la compresi6n para seguir sustancialmente la fibra neutra N/F alrededor de cada uno de los cuerpos de cilindro 1, 2. La porci6n de la junta 18 de culata que transfiere la mayorfa de la fuerza de compresi6n al interior del bloque 12 de cilindros a menudo comprende los anillos 22 de estanqueidad de los gases de combusti6n de la junta de culata, los cuales rodean el o cada uno de los cuerpos de cilindro 1, 2.

El termino fibra neutra se usa generalmente para referirse a la regi6n de un componente que experimenta las menores expansiones cuando el componente es sometido a tensiones de flexi6n. En el caso particular de la presente invenci6n, la fibra neutra, por ello, se puede considerar que se refiere a una zona que se extiende sustancialmente en vertical a traves del bloque de cilindros, esta dispuesta radialmente mas alla de la lfnea central del cilindro que el borde/pared del cuerpo de cilindro y en la cual, en la flexi6n, se ejercen ninguna o s6lo ligeras tensiones de tracci6n o tensiones de compresi6n. En flexi6n, la fibra neutra permanece sustancialmente no alargada y descomprimida. Cuanto mas lejos esten las fibras del bloque de cilindros de esta fibra neutra, mayor elongaci6n o compresi6n puede ocurrir para un radio de flexi6n dado. Un cambio en el radio del cuerpo de cilindro asociado lejos de su valor nominal puede ocurrir a traves de lugares de alta concentraci6n localizados en el bloque de cilindros o en la culata que resultan de apretar lo pernos de la culata o a traves de distorsiones cfclicas experimentadas durante el funcionamiento, por ejemplo, cuando la presiones en el cilindro se elevan y caen.

El espesor del material del bloque de cilindros puede variar alrededor de la circunferencia de uno o mas cuerpos de cilindro 1, 2 lo cual, como se ilustra, puede dar una regi6n 26 intercilindros estrecha. Una disposici6n de este tipo puede ser adoptado, por ejemplo, para contener la longitud del bloque 12 de cilindros y, de esta manera, la longitud del motor 10 en un mfnimo. Esto puede dar como resultado que uno o mas de los anillos 22 de estanqueidad se muevan a lo largo de una trayectoria curvilfnea que no es un cfrculo perfecto, de forma que adopte cualquier forma que sea necesaria para seguir lo mas de cerca posible la fibra neutra N/F pero aun es preferible que esa trayectoria sigua una curva cerrada unica.

La curva cerrada unica es la mejor adaptada y la configuraci6n preferida para resistir un desperfecto en la integridad de la estanqueidad del anillo 22 de estanqueidad cuando es sometido a variaciones cfclicas. Variaciones cfclicas de este tipo pueden aparecer tfpicamente en y entre los cilindros 1, 2 a partir de la elevaci6n y cafda de las presiones del cilindro durante la combusti6n o a partir de deformaciones cfclicas en el bloque de cilindros o la culata, por ejemplo, por masas en movimiento giratorio o alternativo.

Una curva cerrada unica se considera ventajosa ya que puede resistir la deformaci6n cfclica mejor que un trayectoria curvilfnea que incluya cambios de direcci6n de la curva repentinos o bruscos, por ejemplo, cambios de direcci6n desde una trayectoria que se curva hacia dentro hasta una trayectoria que se curva ose dirige hacia fuera o incluso justo a una trayectoria recta. Tales cambios podrfan dafar un anillo de estanqueidad en una zona de esquina o de uni6n entre alteraciones de la direcci6n y/o puede ser menos capaz que una curva cerrada unica para absorber cambios en algunos componentes de vectores de fuerzas que podrfan estar causando distorsiones cfclicas.

Para este fin, debe hacerse notar que la trayectoria curvilfnea seguida por los anillos 22 de estanqueidad evoluciona regularmente alrededor de la circunferencia de cada cilindro 1, 2 y evoluciona en una curva cerrada unica variando el radio de la trayectoria. Para cualquier de los cilindros 1, 2 vecinos el radio de la curva cerrada unica es lo mas corto en la regi6n 26 intercilindros. La trayectoria seguida por los anillos 22 de estanqueidad preferiblemente evita porciones que se extiendan a lo largo de una lfnea recta. Esto es asf porque la propia forma de los cuerpos de cilindro 1, 2 es curva y la fibra neutra N/F tambien seguira por ello una trayectoria curva para cada uno de tales cuerpos 1, 2.

Haciendo referencia en particular por el momento a la figura 2, en la regi6n 26 intercilindros, los anillos 22 de estanqueidad asociados a los cuerpos de cilindro 1, 2 vecinos pueden estar dispuestos en uso a lo largo de respectivas trayectorias curvilfneas que sustancialmente siguen o convergen hacia una fibra neutra N/F intercilindros, como se ilustra con referencia particular a la figura 2. En casos en los que puede ser diffcil o poco practico seguir la fibra neutra N/F casi exactamente o todo el camino alrededor de un cuerpo de cilindro 1, 2, la presente invenci6n preve por ello compromisos que siguen el anillo 22 de estanqueidad para adoptar cualquier forma que sea necesaria para seguir sustancialmente tan cerca como sea posible o practico la fibra neutra N/F.

En la regi6n 26 intercilindros las trayectorias curvilfneas pueden ser dispuestas de forma sustancialmente simetrica a ambos lados de la fibra neutra N/F intercilindros. Esto asegura que en casos en los que la fibra neutra N/F no es seguida de forma sustancialmente exacta, debido por ejemplo a los cilindros 1, 2 vecinos, se adoptan disposiciones para equilibrar las fuerzas de compresi6n alrededor del punto neutro de forma que se reparta su carga uniformemente.

Dependiendo de la distorsi6n ondulatoria en la compresi6n del miembro 20 laminar o de los requerimientos de presi6n mas bajos del motor, tal como la disposici6n de pasos de aceite o refrigerante, puede ser preferible que una moldura 24 de estanqueidad discurra entre cuerpos de cilindro 1, 2 vecinos. En ese caso, asumiendo que hay disponible suficiente material intercilindros, la moldura 24 de estanqueidad preferiblemente sigue o discurre a traves de al menos una porci6n de la fibra neutra N/F intercilindros, de forma que evita desviar mas presi6n en la compresi6n sobre el lado de uno o del otro cuerpo 1, 2. En algunos casos, sin embargo, puede haber tan poco material intercilindros 26 que se demuestra preferible el fusionar los dos anillos 22 de estanqueidad convergentes y vecinos en una unidad, al menos a traves de la parte mas estrecha de la regi6n 26 intercilindros (aspecto este que no esta ilustrado).

Haciendo referencia en particular por el momento a la figura 3, en una regi6n del bloque de cilindros 12 que esta lo mas cerca de sus lados laterales y, por ello, a alrededor de 90 grados desde la zona 26 intercilindros, el radio del anillo 22 de estanqueidad ha alcanzado su maximo 28 en la verdadera fibra neutra N/F y no hay necesidad de confiar en la simetrfa entre anillos 22 de estanqueidad para compensar la compacidad del bloque intercilindros. Para un cilindro 2 intermedio, como se ilustra con referencia particular a las figuras 1 con 3, esto conduce a una trayectoria curvilfnea para el anillo 22 de estanqueidad que es una curva cerrada unica, de trayectoria sustancialmente elfptica. Por fuera del anillo 22 de estanqueidad, una moldura 24 de estanqueidad puede estar prevista para hacer un cierre estanco de los pasos de baja presi6n.

Para un cilindro 1 extremo, la trayectoria curvilfnea desde el punto 28 de radio maximo sigue de forma sustancialmente exacta la verdadera fibra neutra N/F del cuerpo del cilindro 1 extremo alrededor de la regi6n extrema del bloque de cilindros 12 hasta que alcanza el punto 28 equivalente sobre el lado opuesto del bloque de cilindros 12. Por dentro de los puntos 28 de radio maximo, el anillo 22 de estanqueidad del cilindro 1 extremo converge desde ambos lados hacia la fibra neutra N/F intercilindros.

Haciendo referencia en particular por el momento a la figura 4, se describe una variante a la disposici6n de las figuras 1 a 3. En la variante, se ha usado un forro 300 de cilindro en el bloque de cilindros 120 modificado de forma que define el o cada uno de los cuerpos de cilindro. La vista de la figura 4 muestra la variante en secci6n en una vista equivalente a la de la figura 3 y elemento caracterfsticos equivalentes tienen los mismos numeros de referencia que en las vistas anteriores pero con la adici6n de un cero. El proveer uno o mas cuerpos 1, 2 de cilindro definidos en forma de un forro 300 puede mover la localizaci6n de la fibra neutra N/F para el o cada uno de los cilindros 1, 2 asf equipados.

Un cambio tal en la posici6n de la fibra neutra N/F para el o cada uno o los cilindros afectados puede significar que la fibra neutra N/F no se apoya sobre la fibra media del material que rodea el cuerpo de cilindro 2. El cambio en la fibra neutra N/F en este ejemplo puede ser a una posici6n que depende del espesor y caracterfsticas mecanicas del material del bloque de cilindros y tambien de los del forro 300. Un cambio en la posici6n de la fibra neutra N/F puede, entonces, por ejemplo, comprender un cambio radial hacia fuera que esta relacionado con el m6dulo de Young del material del bloque de cilindros.

En donde se usa un forro 300, sea un forro humedo o seco, la presente invenci6n reduce la probabilidad de que el forro 300 sea distorsionada por su material circundante al reducir la probabilidad de la distorsi6n de ese material en primer lugar. Ademas, la probabilidad de que el material se mueva, se incline o se caiga tambien se reduce de manera similar. Existen las mismas ventajas que en la primera versi6n (figuras 1 a 3) con respecto a la optimizaci6n de transferencia de fuerzas de compresi6n y la robustez del cierre estanco a variaciones cfclicas o distorsiones.

En algunos casos en los que el bloque 12 comprende una colada unica sin ningun forro 300, puede manifestarse necesario forrar el interior de los cuerpos 1, 2 con un revestimiento resistente a la abrasi6n, por ejemplo en algunos casos en los que el bloque esta hecho de un aleaci6n ligera tal como podrfan incluirse aluminio, magnesio o una aleaci6n que incluya al menos uno de ellos en proporci6n significativa. Tales revestimientos tienden a ser muy duros y no resiste bien a la clase de flexi6n que resulta tfpicamente de la distorsi6n de la luz. La presente invenci6n ayuda a mitigar tales problemas al reducir las ocasiones de que tenga lugar la distorsi6n de la luz.

Se apreciara que, en cada variante de la presente invenci6n, puede haber suficiente material de bloque disponible alrededor de uno cualquiera o mas cuerpos para el o cada uno de los anillos 22, 220 de estanqueidad para seguir de forma sustancialmente exacta la verdadera fibra neutra N/F. En ese caso, el anillo 22, 220 de estanqueidad puede seguir una trayectoria circular sustancialmente perfecta.

Situar el anillo 22, 220 de estanqueidad a lo largo de la fibra neutra N/F, y dirigir por ello las fuerzas de apriete de la culata al interior de la fibra, reduce las ocasiones de que la componente vertical genere un momento alrededor de ese anillo 22, 220 de estanqueidad que pueda conducir a distorsi6n de los cuerpos de cilindro 1, 2. La deformaci6n del bloque de cilindros a partir de la flexi6n de los cuerpos es, de esa manera, eliminada o muy reducida.

Entre otras ventajas mas de la presente invenci6n, la adaptaci6n de los anillos 22, 220 de estanqueidad a seguir sustancialmente la fibra neutra N/F significa que la presente invenci6n puede ser aplicada mediante la modificaci6n de s6lo la junta de culata a una junta 18, 180 de culata de acuerdo con la presente invenci6n. Esto puede ser implementado sin modificaci6n de la arquitectura del bloque de cilindros 12, 120 o de la culata 14, 140. Ademas, no es necesario ningun o un pequefo cambio o al disefo base, estructura o apriete de la junta 18, 180 de culata, por ejemplo al numero de anillos 22, 220 de estanqueidad y molduras 24, 240 de estanqueidad usados o al tipo de apriete. Es necesario cambiar s6lo la trayectoria de transmisi6n de fuerzas de compresi6n al interior del bloque 12, 120 de cilindros y eso se hace de forma barata a traves de la forma de los anillos 22, 220 de estanqueidad. La misma estructura trabaja a la inversa para asegurar que la transferencia de distorsi6n cfclica al interior de los anillos 22, 220 de estanqueidad es minimizada y la trayectoria seguida por esos anillos 22 de estanqueidad es optimizada para resistir el debilitamiento de la estanqueidad entre la culata 14, 140 y el bloque de cilindros 12, 120.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Una disposici6n de junta de culata con un conjunto de motor, comprendiendo dicho conjunto (10) de motor un bloque (12) de cilindros que tiene definido en el al menos un cuerpo (1, 2) de cilindro y una culata (14) adaptada para ser unida a dicho bloque de cilindros, incluyendo dicha disposici6n una junta (18) de culata adaptada para ser comprimida entre dicha culata y dicho bloque de cilindros y comprendiendo un miembro laminar (20) que soporta una anillo (22) de estanqueidad adaptado para hacer un cierre estanco alrededor de dicho cuerpo de cilindro, caracterizado porque dicho anillo (22) de estanqueidad esta adaptado para seguir, alrededor de al menos una porci6n de dicho cuerpo (1, 2) de cilindro, una trayectoria curvilfnea que se apoya sustancialmente a lo largo de una fibra neutra (N/F) del cuerpo de cilindros asociada a dicho cuerpo de cilindro;
2. 2.-Una disposici6n de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en el que dicho anillo (22) de estanqueidad esta adaptado para seguir una curva cerrada unica, por ejemplo una curva sustancialmente elfptica en el caso de un cilindro intermedio (2).
3. 3.-Una disposici6n de acuerdo con la reivindicaci6n 1 o la reivindicaci6n 2, comprendiendo dicho bloque de cilindros (12) un bloque de cilindros multicuerpo y dicha junta (18) de culata incluyendo un anillo (22) de estanqueidad asociado a cada uno de dichos cuerpos de cilindro (1, 2), en el que dichos anillos (22) de estanqueidad asociados con dichos cuerpos de cilindro (1, 2) vecinos siguen dichas trayectorias curvilfneas respectivas que, en una regi6n (26) intercilindros, sustancialmente siguen o convergen hacia una fibra neutra intercilindros de dicho bloque de cilindros (12).
4. 4.- Una disposici6n de acuerdo con cualquier reivindicaci6n precedente, comprendiendo dicho bloque de cilindros

   (12)

   un bloque de cilindros multicuerpo y dicha junta (18) de culata incluyendo un anillo (22) de estanqueidad asociado a cada uno de dichos cuerpos de cilindro (1, 2), en el que dichos anillos (22) de estanqueidad asociados con dichos cuerpos de cilindro (1, 2) vecinos siguen dichas trayectorias curvilfneas respectivas que, en una regi6n

   (26)

   intercilindros, son sustancialmente simetricas y estan dispuestas alrededor de una fibra neutra intercilindros de dicho bloque de cilindros (12).

5. 5.-Una disposici6n de acuerdo con cualquier reivindicaci6n precedente, en el que dicho conjunto (10) de motor comprende un motor policilfndrico y dicho miembro (20) laminar de junta soporta ademas una moldura (24) de estanqueidad, tal como una ondulaci6n o burlete elast6mero, que esta adaptado para seguir sustancialmente una fibra neutra (N/F) en al menos una porci6n de una regi6n (26) intercilindros.
6. 6.-Una disposici6n de acuerdo con cualquier reivindicaci6n precedente, en el que dicho miembro (20) laminar de junta comprende una lamina metalica, preferiblemente un laminado metalico multicapa, y el o cada uno de dichos anillos (22) de estanqueidad comprende un cierre estanco a los gases de combusti6n, tal como un anillo de fuego.
7. 7.- Un metodo de producir una junta de culata, metodo que incluye:

   a) proporcionar un miembro (20) laminar que define a traves de el uno o mas agujeros de cuerpos de cilindro; y

   b) proporcionar alrededor de uno o mas de dichos agujeros de cuerpos de cilindro un anillo (22) de estanqueidad que esta adaptado para seguir, alrededor de al menos una porci6n de uno de dichos agujeros de cuerpo de cilindro, una trayectoria curvilfnea que se apoya sustancialmente a lo largo de una fibra neutra (N/F) del bloque de cilindros asociada con dicho agujero de cuerpo de cilindro.
8. 8.-Un conjunto de motor que incluye una disposici6n de junta de culata de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o una junta (18, 180) de culata hecha usando el metodo de la reivindicaci6n 7.
9. 9.-Un conjunto de motor de acuerdo con la reivindicaci6n 8, en el que dicho conjunto (10, 100) de motor incluye un bloque de cilindros (12, 120) comprenden aluminio, magnesio o una aleaci6n que incluya al menos uno de ellos.
10. 10.-Un conjunto de motor de acuerdo con la reivindicaci6n 8 o la reivindicaci6n 9, en el que dicho bloque de cilindros (120) comprende un forro (300) de cilindro que define un cuerpo de cilindro (1, 2) dicho.