ES2963817T3 - Motor de combustión interna de dos tiempos - Google Patents

Motor de combustión interna de dos tiempos Download PDF

Info

Publication number
ES2963817T3
ES2963817T3 ES18705588T ES18705588T ES2963817T3 ES 2963817 T3 ES2963817 T3 ES 2963817T3 ES 18705588 T ES18705588 T ES 18705588T ES 18705588 T ES18705588 T ES 18705588T ES 2963817 T3 ES2963817 T3 ES 2963817T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
fuel
injector
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18705588T
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Rehrl
Helmut Drochner
Christian Mayrhofer
Stefan Spatzenegger
Christian Rathgeb
Michael Derntl
Bernd Holzleitner
Peter Gorbach
Martin Forster
Michael Viertlmayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierer Mobility AG
Original Assignee
KTM AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KTM AG filed Critical KTM AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2963817T3 publication Critical patent/ES2963817T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/04—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with simple crankcase pumps, i.e. with the rear face of a non-stepped working piston acting as sole pumping member in co-operation with the crankcase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K11/00—Motorcycles, engine-assisted cycles or motor scooters with one or two wheels
    • B62K11/02—Frames
    • B62K11/04—Frames characterised by the engine being between front and rear wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04—Two-stroke combustion engines with electronic control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Motor de combustión interna (1) de dos tiempos que comprende al menos un cilindro (3), que está provisto de una cámara de combustión (2) y una salida (8), y un alojamiento de manivela (7), que está provisto de un cigüeñal (6) y está conectado de forma fluida con la cámara de combustión (2) a través de al menos un canal de rebose (9, 10). El motor de combustión interna (1) está diseñado para inyectar combustible en el canal de rebose (9, 10) fuera del alojamiento del cigüeñal (7) y dentro de la cámara de combustión (2) en gran medida en contra de la dirección de rebose, y el motor de combustión interna (1)) tiene al menos un cilindro (3) con dos inyectores (13, 14), pudiendo inyectarse combustible mediante un solo inyector (13, 14) en caso de una primera carga del motor y mediante ambos inyectores (13). , 14) en caso de una segunda carga del motor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Motor de combustión interna de dos tiempos
La presente invención se refiere a un motor de combustión interna de dos tiempos según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los motores de combustión interna de dos tiempos se conocen desde hace mucho tiempo y también son objeto del correspondiente perfeccionamiento para evitar las emisiones de HC en los gases de escape causadas por las pérdidas por barrido, aunque entretanto el motor de combustión interna de dos tiempos o el motor de dos tiempos ha sido desplazado por el motor de cuatro tiempos en muchos ámbitos. Sin embargo, debido a su elevada densidad de potencia, el motor de combustión interna de dos tiempos sigue siendo muy interesante desde el punto de vista tecnológico, concretamente en ámbitos en los que es importante una elevada potencia con una masa reducida, por ejemplo en el ámbito de la fuente de propulsión de las motocicletas y aquí, en particular, en el ámbito de las motocicletas deportivas todoterreno, que sólo se mencionan aquí a modo de ejemplo.
Mediante el documento US 7.168.401 B2 se da a conocer un motor de combustión interna de dos tiempos, que para el suministro de combustible al cilindro del motor presenta dos inyectores, de los cuales un primer inyector puede inyectar combustible directamente en la cámara de combustión y el otro inyector puede inyectar combustible en el canal de rebose, concretamente en el sentido del flujo de fluido que fluye desde el cárter del cigüeñal del motor a través del canal de rebose hacia la cámara de combustión. Dicho de otro modo, esto significa que el combustible se inyecta en el canal de rebose en el sentido de flujo.
Mediante el documento DE 102004002161 B4 se da a conocer un motor de combustión interna de dos tiempos, en el que se inyecta una mezcla de combustible y aceite lubricante a través de un elemento de inyección, que al menos forma dos chorros de inyección, de los cuales un primer chorro de inyección se dirige al canal de rebose en el sentido de flujo desde el cárter hacia la cámara de combustión y un segundo chorro de inyección se dirige hacia la cámara del cigüeñal.
Mediante el documento DE 10229365 B4 se da a conocer un motor de dos tiempos, en el que el combustible se inyecta en un canal de rebose a través de un inyector, concretamente a la zona por debajo de una ventana de admisión o también a la altura de la ventana de admisión o ventana de rebose.
Mediante el documento EP 0302045 B2 se da a conocer un motor de combustión interna de dos tiempos, en el que el combustible se inyecta por medios de dos boquillas de inyección en el fondo del pistón y a altas velocidades en el canal de rebose.
Mediante el documento DE 102008019157 A1 se da a conocer un motor de combustión interna de dos tiempos, en el que el combustible se inyecta en contra del sentido de flujo desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión en el canal de rebose.
Mediante el documento US 7.08 9.892 B1 se da a conocer un vehículo con un motor de dos tiempos, en el que el combustible puede introducirse a través de un primer inyector en el cárter del cigüeñal y a través de un segundo inyector en el canal de rebose, concretamente en un ángulo dirigido hacia arriba, es decir, visto en el sentido de flujo desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión del motor de combustión interna, es decir, no en contra del sentido de flujo desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión.
Mediante el documento DE 10220555 B4 se da a conocer un motor de dos tiempos, en el que el combustible se inyecta en el cárter del cigüeñal al ralentí y en momentos de control predeterminados en el canal de rebose, concretamente en el extremo del canal de rebose, dirigido hacia la cámara de combustión, es decir, transversalmente al sentido de rebose.
Mediante el documento US 6.691.649 B2 se da a conocer un motor de combustión interna de dos tiempos, que funciona con dos inyectores por cada cilindro y en el que el combustible se inyecta en el canal de rebose, concretamente en la zona de la ventana de admisión desde el canal de rebose al cilindro, concretamente al flujo de aire, que fluye desde el canal de rebose al cilindro.
Finalmente, mediante el documento WO 2006/007614 A1 se da a conocer un motor de combustión de dos tiempos, en el que el combustible se inyecta en el canal de rebose, en concreto sustancialmente en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión y en el que, por tanto, se produce la formación de una mezcla por fuera del cárter del cigüeñal del cilindro.
Un motor de combustión interna de dos tiempos se caracteriza por una elevada densidad de potencia y tiene una gran dispersión en cuanto al combustible necesario para alcanzar la elevada densidad de potencia, es decir, en el rango de bajas velocidades y baja carga requiere poco combustible, mientras que en el rango de elevadas velocidades y altas cargas presenta una alta demanda de combustible.
En el caso de los motores de combustión interna de dos tiempos conocidos, esta problemática se ha intentado resolver, en el mejor de los casos, de forma marginal, ya sea inyectando el combustible directamente en la cámara de combustión o en la zona del canal de rebose, que está directamente conectado a la cámara de combustión a través de la ventana de rebose, cuando hay una gran demanda de combustible. En el primer caso, el combustible se introduce directamente en la cámara de combustión, y en el segundo, se introduce en su mayor parte directamente en la cámara de combustión a través de la ventana de rebose, lo que da lugar a zonas de alta concentración de combustible-aire, lo que por un lado favorece la inflamabilidad de la mezcla, pero por otro aumenta el riesgo de altas concentraciones de HC en los gases de escape del motor.
Si, además, el combustible se introduce en la cámara de combustión a presiones de inyección elevadas debido al brevísimo tiempo que permanece abierta la ventana de rebose, existe el riesgo de que se produzcan depósitos de pared del combustible inyectado en la pared del cilindro opuesta a la ventana de rebose de la cámara de combustión, lo que, por un lado, aumenta el riesgo de que el aceite de dos tiempos necesario para el funcionamiento del motor de dos tiempos se arrastre desde la pared de la cámara de combustión y, por tanto, aumenta el riesgo de que el pistón se atasque y, por otro lado, aumenta las emisiones de HC en los gases de escape debido a los depósitos de pared del combustible en la pared de la cámara de combustión. Estos riesgos también están presentes con la inyección directa del combustible en la cámara de combustión.
Partiendo de esto, la presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un motor de dos tiempos, que elimine los problemas mencionados anteriormente y se caracterice por una construcción sencilla y evite las pérdidas por barrido típicas en los motores de dos tiempos y que para implementar una elevada potencia en toda la gama de carga y velocidad pueda suministrarse con combustible según sea necesario.
Para alcanzar este objetivo, la invención presenta las características indicadas en la reivindicación 1, en las reivindicaciones adicionales se describen configuraciones ventajosas de la misma. La invención también proporciona un procedimiento para hacer funcionar un motor de combustión interna de dos tiempos según la reivindicación 14 y una motocicleta con un motor de combustión interna de dos tiempos según la invención.
La invención proporciona un motor de combustión interna de dos tiempos con al menos un cilindro dotado de una cámara de combustión y una salida y un cárter del cigüeñal dotado de un cigüeñal, conectado por fluido a través de al menos un canal de rebose a la cámara de combustión, en el que el motor de combustión interna presenta dos inyectores y en el que puede introducirse combustible por medio de sólo un inyector con una primera carga del motor y por medio de ambos inyectores con una segunda carga del motor, en el que el motor de combustión interna presenta dos canales de rebose por cada cilindro, en el que el canal de rebose respectivo está dotado de un inyector respectivo y el motor de combustión interna está configurado para inyectar combustible en el canal de rebose sustancialmente en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión.
Por tanto, en el caso del motor de combustión interna de dos tiempos, el combustible no se inyecta directamente a través del o de ambos inyectores en la cámara de combustión, de modo que se evita el problema del arrastre de aceite lubricante de la pared de la cámara de combustión y tampoco puede producirse un depósito de pared de combustible en la pared de la cámara de combustión.
Mediante la inyección de combustible en el canal de rebose o elemento de rebose a través de ambos inyectores en canales de rebose separados en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal hacia el espacio interior del cilindro se alcanza una preparación muy buena del combustible por altas turbulencias en el elemento de rebose, con lo que puede contrarrestarse la formación de hidrocarburos no quemados (emisiones de HC) en los gases de escape.
Mediante la entrada de combustible en el elemento de rebose por medio de sólo un inyector se consigue que se tenga en cuenta una baja demanda de combustible del motor de dos tiempos según la invención, por ejemplo durante el funcionamiento al ralentí o en el rango de baja carga, concretamente cuando el motor de dos tiempos requiere poco combustible. Este rango de funcionamiento corresponde al funcionamiento del motor de dos tiempos según la invención con una primera carga del motor.
Por el contrario, si aumenta la demanda de combustible del motor de dos tiempos según la invención por una mayor demanda de carga, por ejemplo, por el usuario de la motocicleta que se hace funcionar con el motor de dos tiempos según la invención, entonces el funcionamiento del motor de dos tiempos según la invención cambia a la inyección de combustible por medio de ambos inyectores por cada cilindro, este rango de funcionamiento corresponde al funcionamiento del motor de dos tiempos según la invención con una segunda carga del motor, que es mayor que la primera carga del motor, en la que el combustible se introduce por medio de sólo un inyector en el elemento de rebose.
Mediante la posibilidad prevista según la invención, de introducir combustible en el o los elementos de rebose en función de la carga del motor, se tiene en cuenta la alta dispersión específica del motor de dos tiempos mencionada anteriormente. A este respecto, la carga del motor puede ser la carga teórica del motor, es decir, la carga del motor que debe proporcionar el motor según desee el usuario del motor según la invención, es decir, el trabajo que debe realizar el motor por cada ciclo de trabajo, con respecto a la cilindrada de un cilindro del motor.
El usuario del motor influye en la carga del motor que debe producir el motor por medio de una sección transversal de apertura de estrangulación en la zona de aire de aspiración del motor. La sección transversal de apertura de estrangulación se determina por la apertura de un elemento de estrangulación en la zona de aire de aspiración del motor, pudiendo tratarse en el caso del elemento de estrangulación en el caso más sencillo de una corredera de aire, con cuyo desplazamiento se cambia la sección transversal de apertura del elemento de estrangulación, también puede tratarse de una válvula de mariposa, cuyo giro por un ángulo de válvula de mariposa lleva a un cambio de la sección transversal de apertura del elemento de estrangulación.
Por tanto, una primera sección transversal de apertura de estrangulación puede corresponder a una primera carga del motor, mientras que una segunda sección transversal de apertura de estrangulación puede corresponder a una segunda carga del motor. La sección transversal de apertura de estrangulación lleva a un cambio de la presión del cárter del cigüeñal que se determinará en la cámara del cigüeñal del cárter del cigüeñal. Mediante la detección de la presión del cárter del cigüeñal puede producirse la conmutación del funcionamiento del motor de combustión interna según la invención con un inyector o con dos inyectores por cada cilindro. Una primera presión del cárter del cigüeñal, que corresponde a una primera sección transversal de apertura de estrangulación y con ello a una primera carga del motor, hace que el combustible sólo se alimente al motor según la invención mediante inyección de combustible en un elemento de rebose, mientras que una segunda presión del cárter del cigüeñal, que corresponde a una segunda sección transversal de apertura de estrangulación y con ello a una segunda carga del motor, hace que el combustible sólo se alimente al motor según la invención mediante inyección de combustible a partir de dos inyectores en dos elementos de rebose o en un elemento de rebose común para ambos inyectores.
Mediante la conmutación del funcionamiento del motor de combustión interna según la invención del suministro de combustible con sólo un inyector al suministro de combustible con ambos inyectores y del suministro de combustible con ambos inyectores al suministro de combustible con sólo un inyector pueden tenerse en cuenta las demandas de combustible específicas del motor de combustión interna según la invención en función de la carga del motor.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna esté configurado para la inyección alterna de combustible por medio de uno de ambos inyectores. Dicho de otro modo, esto significa que cuando para suministrar al motor de dos tiempos según la invención la cantidad de combustible requerida en el punto de funcionamiento respectivo, la cantidad de combustible sólo se alimenta con un inyector, el combustible se alimenta por ejemplo en el transcurso de una revolución del cigüeñal por un inyector y en el transcurso de la siguiente revolución del cigüeñal se alimenta por el otro inyector, por tanto, los dos inyectores se emplean de manera alterna por ejemplo por cada revolución del cigüeñal para la alimentación de combustible. También es posible que el combustible se alimente por ejemplo durante un número predeterminado de revoluciones del cigüeñal por medio de un inyector y que el combustible se alimente durante un número siguiente de revoluciones del cigüeñal por medio del otro inyector.
Este modo de proceder tiene la ventaja de que con una carga reducida del motor se consigue una medición optimizada de la cantidad de combustible y que puede evitarse que se contamine un inyector a través del que, por lo demás, no fluye combustible durante un periodo de tiempo prolongado. Esta contaminación puede ser, por ejemplo, la consecuencia de gases de escape en el cárter por el efecto “blow-by” o también la consecuencia del aceite lubricante necesario para el funcionamiento del motor de dos tiempos, que se introduce en el cárter del cigüeñal. Mediante el uso alterno de ambos inyectores también al alimentar combustible por medio de sólo un inyector, puede evitarse esta contaminación. De este modo, también puede evitarse la formación de resina en los inyectores o que éstos se peguen debido a los aditivos o componentes existentes en el combustible y puede evitarse una distribución desigual de la carga mecánica de ambos inyectores.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna esté configurado para inyectar combustible durante un ángulo del cigüeñal, que corresponde a un segmento de una revolución completa del cigüeñal y el segmento asciende a aproximadamente desde 5 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 350 grados de ángulo de cigüeñal, de manera preferible aproximadamente desde 10 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 330 grados de ángulo de cigüeñal, de manera preferible aproximadamente desde 12 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 305 grados de ángulo de cigüeñal.
Dicho de otro modo, esto significa que el motor de combustión interna según la invención está configurado de tal modo que el combustible se inyecta durante un segmento de una revolución completa del cigüeñal de 360 grados de ángulo de cigüeñal y este segmento va desde una ventana de tiempo muy breve de aproximadamente sólo 5 grados de ángulo de cigüeñal hasta una ventana de tiempo muy larga de 350 grados de ángulo de cigüeñal. Por tanto, el combustible se inyecta sólo durante un intervalo de tiempo de inyección muy breve de una revolución completa del cigüeñal o también durante un intervalo de tiempo, que prácticamente corresponde a una revolución completa del cigüeñal y, por tanto, el combustible se inyecta casi durante toda la duración de una revolución completa del cigüeñal, con lo que el combustible también puede almacenarse previamente en la cámara del cigüeñal del cárter del cigüeñal.
Según la invención también está previsto que el intervalo de inyección vaya desde aproximadamente 10 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 330 grados de ángulo de cigüeñal y se ha demostrado que con un motor de combustión interna de dos tiempos con una cilindrada de 250 cm3 pueden alcanzarse resultados muy buenos con un intervalo de inyección de aproximadamente desde 12 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 305 grados de ángulo de cigüeñal.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna de dos tiempos esté configurado para inyectar combustible por medio de sólo un inyector en un rango de la carga del motor del motor de combustión interna de desde aproximadamente el siete por ciento hasta aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima del motor de combustión interna, en el que el valor cambia en función de la velocidad del motor. El usuario del motor según la invención puede influir en la demanda de carga para el motor mediante un cambio de la sección transversal de apertura de estrangulación de un elemento de estrangulación dispuesto en la zona de aire de aspiración del motor, de modo que, por ejemplo, con una demanda de carga de más de aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima se inyecta combustible por medio de ambos inyectores, mientras que con una demanda de carga de menos de aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima se inyecta combustible sólo por medio de un inyector, concretamente en función de la velocidad respectiva del motor. Como ya se mencionó anteriormente, entonces el combustible puede inyectarse en un funcionamiento alterno mediante, en cada caso, uno de ambos inyectores. Por tanto, la conmutación de funcionamiento con un inyector al funcionamiento con dos inyectores y al revés se produce en el rango de aproximadamente desde el 7 por ciento hasta aproximadamente el 40 por ciento de la carga.
A este respecto, la dependencia de la velocidad del motor significa que el instante de conmutación del funcionamiento del motor de combustión interna de dos tiempos según la invención con sólo un inyector al funcionamiento con ambos inyectores por cada cilindro y la conmutación del funcionamiento con ambos inyectores al funcionamiento con sólo un inyector, que entonces pueden hacerse funcionar de manera alterna, depende de la velocidad del motor.
Por tanto, con bajas velocidades del motor, un inyector puede alcanzar hasta una carga de aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima del motor, mientras que a altas velocidades del motor, ya a partir de una carga del motor de aproximadamente el 7 por ciento de la carga máxima, se conmuta al funcionamiento con dos inyectores y el motor, en caso de una demanda de carga por debajo del 7 por ciento de la carga máxima, puede seguir funcionando con sólo un inyector.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna según la invención esté previsto para inyectar combustible durante un segmento del ángulo del cigüeñal correspondiente a una revolución completa del cigüeñal, que aumenta a medida que aumenta la velocidad del motor de combustión interna.
Dicho de otro modo, esto significa que el intervalo de tiempo, durante el cual se inyecta combustible por medio de un inyector o también por medio de ambos inyectores en el o los canales de rebose, se alarga a medida que aumenta la velocidad del motor de combustión interna según la invención, es decir, durante un mayor segmento de una revolución completa del cigüeñal de 360 grados se inyecta combustible con un inyector o también con ambos inyectores, con lo que para el funcionamiento del motor de combustión interna en función de la velocidad del motor el combustible también puede almacenarse previamente en el cárter del cigüeñal, es decir, que el combustible también se inyecta en el o los canales de rebose, cuando la ventana de rebose del canal de rebose a la cámara de combustión del cilindro está cerrada por el pistón que se mueve en el cilindro entre el punto muerto inferior UT y el punto muerto superior OT.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna esté acoplado de manera funcional a un dispositivo de control o también esté dotado del mismo y que el dispositivo de control esté configurado para establecer una demanda de carga para el motor de combustión interna y que la inyección de combustible se produzca por medio de un inyector o de ambos inyectores en función de la demanda de carga establecida. Por tanto, a través del dispositivo de control es posible determinar la carga objetivo del motor o carga teórica del motor requerida por el usuario, por ejemplo, mediante la detección de una sección transversal de apertura de estrangulación de un elemento de estrangulación dispuesto aguas arriba en cuanto al flujo del motor para alimentar aire de aspiración, en cuyo caso puede tratarse de un carburador o también de una válvula de mariposa, y en función de la carga del motor determinada, el dispositivo de control acciona un inyector o ambos inyectores para proporcionar combustible al canal de rebose o los canales de rebose.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna esté configurado para cambiar el inicio de la inyección de combustible por medio de un inyector o de ambos inyectores y/o la duración del accionamiento de apertura del inyector o de ambos inyectores en función de la demanda de carga establecida y/o la velocidad del motor de combustión interna.
Por tanto, el motor de combustión interna puede accionar los inyectores de tal modo que se cambie el inicio de la inyección de combustible en el canal de rebose o los canales de rebose en función de la carga del motor o de la demanda de carga establecida y/o de la velocidad actual del motor del motor de combustión interna. Basándose en los parámetros de funcionamiento así determinados del motor de combustión interna según la invención, puede desplazar y/o acortar y/o prolongar el intervalo de inyección, durante el cual se inyecta combustible en el canal de rebose o en los canales de rebose, dentro del intervalo disponible de 360 grados de ángulo de cigüeñal.
A este respecto, un desplazamiento del intervalo de inyección en sentido pronto significa que el intervalo de inyección se desplaza hacia arriba a una zona después del punto muerto superior OT del pistón en su camino hacia el punto muerto inferior UT del pistón, es decir, hacia el punto muerto superior OT, mientras que un desplazamiento del intervalo de inyección en sentido tarde significa que el intervalo de inyección se desplaza hacia abajo a una zona después del punto muerto superior OT del pistón en su camino hacia el punto muerto inferior UT del pistón, es decir, hacia el punto muerto inferior UT.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el cilindro esté dotado de primeros y segundos canales de rebose y que los segundos canales de rebose estén dispuestos más distanciados con respecto a la salida que los primeros canales de rebose y que los inyectores estén dispuestos para inyectar combustible en los segundos canales de rebose.
De este modo se consiguen reducir las pérdidas por barrido, porque se reduce o evita la aparición de flujos de cortocircuito entre los primeros canales de rebose y la salida del cilindro. El riesgo de este tipo de flujos de cortocircuito aumentaría si el combustible se inyectara en los canales de rebose más adyacentes a la salida. Esto contribuye a reducir las emisiones de HC en los gases de escape del motor de combustión interna según la invención.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna presente un eje vertical de cilindro formado por el eje central longitudinal del cilindro y que cada inyector presente un eje vertical de inyector formado por el eje central longitudinal del inyector y que los inyectores estén dispuestos inclinados en un ángulo entre el eje vertical de cilindro y el eje vertical de inyector de aproximadamente desde cero grados hasta aproximadamente 35 grados, de manera preferible aproximadamente 14 grados.
De este modo se consigue reducir el riesgo de depósitos de pared de combustible en las paredes de canal de los canales de rebose, lo que contribuye a reducir los hidrocarburos no quemados en los gases de escape del motor de combustión interna según la invención.
Según un perfeccionamiento de la invención también está previsto que el motor de combustión interna presente un plano central longitudinal que encierra el eje vertical de cilindro, un plano central longitudinal imaginario o virtual, y que presente un plano central transversal en ángulo recto con el plano central longitudinal, un plano central transversal imaginario o virtual, y que los inyectores estén dispuestos inclinados en un ángulo entre el plano central longitudinal y el eje vertical de inyector de aproximadamente desde menos 8 grados hasta aproximadamente más 33 grados. A este respecto, los inyectores pueden estar dispuestos desplazados hacia atrás con respecto al plano central transversal alejándose de la salida aproximadamente 15 grados.
También esta configuración presenta la ventaja de que el combustible introducido por los inyectores en forma de cono de chorro o cono de inyección en el canal de rebose o los canales de rebose no entra en contacto con las paredes del canal de rebose o los canales de rebose o sólo lo hace en una medida reducida, sino que antes de un posible contacto de este tipo se disuelve o arrastra por el flujo de fluido que fluye en el canal de rebose o los canales de rebose desde la cámara del cigüeñal hacia la cámara de combustión. Esta configuración contribuye a su vez a que se reduzca la formación de hidrocarburos no quemados en los gases de escape del motor de combustión interna según la invención.
Según un perfeccionamiento de la invención está previsto que los inyectores, muy en general, estén dispuestos con respecto al canal de rebose respectivo de tal modo que se eviten sustancialmente depósitos del combustible inyectado por el inyector en el canal de rebose en la pared del canal de rebose. Esta configuración tiene a su vez la ventaja de que se reduce o evita la formación de partículas de combustible que llegan a la cámara de combustión en forma de gotas desde el canal de rebose, con lo que de nuevo pueden evitarse las emisiones de HC en los gases de escape. De este modo, también se reduce el consumo específico de combustible del motor de combustión interna de dos tiempos según la invención.
Finalmente, según un perfeccionamiento de la invención, también está previsto que el inyector genere al menos un chorro de combustible cónico y que el inyector esté orientado con respecto al canal de rebose para evitar depósitos de pared del chorro de combustible en la pared del canal de rebose.
La invención también proporciona un procedimiento para hacer funcionar un motor de combustión interna de dos tiempos, que presenta al menos un cilindro dotado de una cámara de combustión y una salida con dos canales de rebose y un cárter del cigüeñal dotado de un cigüeñal, que a través de los canales de rebose se conecta por fluido a la cámara de combustión, en el que el procedimiento comprende alimentar combustible al motor de combustión interna de dos tiempos mediante dos inyectores y en el que el combustible se alimenta por medio de sólo un inyector con una primera carga del motor y por medio de ambos inyectores con una segunda carga del motor, en el que el combustible se inyecta en los canales de rebose sustancialmente en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal a la cámara de combustión.
A este respecto, la primera carga del motor es menor que la segunda carga del motor, de modo que en función de la carga del motor, es decir, de la carga del motor de combustión interna o también de una demanda de carga establecida al determinar una sección transversal de apertura de estrangulación de un elemento de estrangulación, dispuesto aguas arriba en cuanto al flujo del motor de combustión interna según la invención, con respecto al motor de combustión interna según la invención, el combustible se inyecta en el canal de rebose por medio de sólo un inyector o el combustible se inyecta en los canales de rebose por medio de ambos inyectores.
Por tanto, el funcionamiento del motor de combustión interna según la invención con sólo un inyector o ambos inyectores puede cambiar en función de la carga del motor o de la demanda de carga establecida, en función de la carga del motor existente o de la carga que se le pide al motor.
A continuación se explicará la invención en más detalle mediante el dibujo. Éste muestra en:
la figura 1, una vista en sección de un motor de combustión interna de dos tiempos de un solo cilindro según una forma de realización según la presente invención en una representación de sección transversal según la línea I-I según la figura 2;
la figura 2, una vista en planta de la forma de realización según la figura 1;
la figura 3, una vista similar a la de la figura 1 para explicar el patrón de pulverización o el patrón de chorro de un inyector;
la figura 4, una representación similar a la de la figura 2 sin la culata;
la figura 5, una vista en sección a lo largo de la línea V-V según la figura 1;
la figura 6, una representación en sección a lo largo de la línea VI-VI según la figura 5;
la figura 7, una vista en planta del cilindro del motor de combustión interna de dos tiempos según la figura 1 para explicar la posición de dos planos de sección A-A y B-B para la figura 7A y la figura 7B;
las figuras 7A, B, representaciones en sección a lo largo de la línea A-A y B-B según la figura 7;
la figura 8, una representación en sección a través de un cuerpo de válvula de mariposa representado esquemáticamente; y
la figura 9, una representación esquemática de una motocicleta con el motor de combustión interna según la invención.
La figura 1 del dibujo muestra una vista en sección transversal a lo largo de la línea I-I según la figura 2 a través de un motor de combustión interna de dos tiempos 1 según una forma de realización según la presente invención.
El motor de combustión interna de dos tiempos o el motor 1 presenta una cámara de combustión 2, formada en un cilindro 3 por encima de un pistón 4, que mediante una biela 5 se acopla al cigüeñal 6, que está montado de manera giratoria en un cárter del cigüeñal 7. El cilindro 3 está dotado de una salida 8 visible, por ejemplo, mediante la figura 2, a través de la que pueden salir los gases de escape. Otros detalles del motor 1, como un embrague y un alternador y la cubierta del cárter del motor y similares, no se han mostrado para simplificar el dibujo, pero por supuesto están presentes en un motor 1 listo para su instalación.
Como resulta evidente, por ejemplo, mediante la figura 5 del dibujo, el cilindro 3 presenta dos primeros canales de rebose 9 y dos segundos canales de rebose 10, estando dispuestos los primeros canales de rebose 9 más cerca de la salida 8 que los dos segundos canales de rebose 10.
Los canales de rebose 9, 10 están conectados por fluido a la cámara del cigüeñal configurada en el interior del cárter del cigüeñal 7, de modo que durante el movimiento descendente del pistón 4 hacia la cámara del cigüeñal o el cárter del cigüeñal 7 puede fluir aire comprimido o una mezcla comprimida de combustible-aire desde el cárter del cigüeñal 7 hacia la cámara de combustión 2 y a través de las ventanas de rebose 11 puede entrar desde los canales de rebose 9, 10 a la cámara de combustión 2.
Por tanto, durante el movimiento descendente del pistón 4 hacia el punto muerto inferior UT se produce un flujo de fluido, representado por las flechas 12 en la figura 3 del dibujo. A este respecto, hay que tener en cuenta que en la figura 1 del dibujo sólo se representa el canal de rebose 10 derecho en el plano del dibujo con un corte libre, mientras que el canal de rebose 10 izquierdo en el plano del dibujo no se representa cortado por el curso del corte. La figura 3 muestra los dos canales de rebose 10.
Como resulta visible mediante la figura 2 del dibujo, el motor 1 presenta un primer inyector 13 y un segundo inyector 14, desembocando el primer inyector 13, visto en el sentido de la flecha 15 según la figura 2, en el segundo canal de rebose 10 derecho y el segundo inyector 14 en el segundo canal de rebose 10 izquierdo.
Por tanto, el cilindro 3 presenta dos inyectores 13, 14 que, en cada caso, están configurados para inyectar combustible en el canal de rebose 10 respectivo, concretamente en contra del sentido de flujo del fluido desde el cárter del cigüeñal 7 a través del canal de rebose 10 hacia la cámara de combustión 2. A este respecto, el combustible se pone por una bomba de combustible no representada en más detalle bajo una presión de sistema de, por ejemplo, 3,5 bar.
El motor de combustión interna 1 puede hacerse funcionar en diferentes rangos de carga, yendo los rangos de carga de cargas bajas en el rango del ralentí pasando por cargas medias hasta plena carga.
La figura 2 del dibujo muestra que el motor presenta en la zona de admisión un colector de aspiración 16, en el que está dispuesto un cuerpo de válvula de mariposa 17 representado esquemáticamente con una válvula de mariposa 18 que puede girar para cambiar la sección transversal de flujo a través del cuerpo de válvula de mariposa 17, a través de cuyo giro un usuario del motor de combustión interna de dos tiempos 1 según la invención puede presentar una demanda de carga para el motor de combustión interna de dos tiempos 1.
A este respecto, la válvula de mariposa 18 está montada de manera giratoria en una carcasa 19 del cuerpo de válvula de mariposa 17, de modo que el usuario, a través de un movimiento de giro de la válvula de mariposa 18 en el sentido de la flecha 20 según la figura 8 puede cambiar la sección transversal de flujo liberada por la válvula de mariposa 18. Como el cuerpo de válvula de mariposa 17 presenta un sistema de ralentí no representado en más detalle, un ángulo de válvula de mariposa de 0 grados determinado mediante un sensor de ángulo de giro 34 representado esquemáticamente en la figura 8, puede corresponder a la posición de ralentí, mientras que un ángulo de válvula de mariposa de 72 grados corresponde a la posición de plena carga representada en la figura 8 con el número de referencia 18'.
El motor de combustión interna 1 según la invención se caracteriza por que con una primera carga del motor, que es menor que una segunda carga del motor, el combustible se inyecta por medio de sólo un inyector 13, 14 en el canal de rebose 10, mientras que con la segunda carga del motor el combustible se inyecta por medio de ambos inyectores 13, 14 en los canales de rebose 10.
Dicho de otro modo, esto significa que en función de la carga del motor, con la que se hace funcionar el motor de combustión interna de dos tiempos 1, el combustible se introduce en el canal de rebose 10 por medio de sólo un inyector 13 o 14 o por medio de ambos inyectores 13, 14, conmutándose entre los modos de funcionamiento “sólo un inyector” y “ambos inyectores” en función de la carga del motor o demanda de carga.
Cuando el motor se encuentra en un modo de funcionamiento con sólo una carga reducida, el combustible se inyecta con sólo un inyector 13 o 14 en el canal de rebose 10 y si aumenta la carga del motor, a partir de un valor umbral de la carga, dependiente de la velocidad, se conmuta al modo de funcionamiento de la inyección de combustible con ambos inyectores 13, 14. Si vuelve a disminuir la carga del motor representada por el motor, puede volver a conmutarse del modo de funcionamiento de la inyección de combustible con ambos inyectores al modo de funcionamiento de la inyección de combustible con sólo un inyector.
A este respecto, la carga del motor puede producirse por medio de una detección de la presión del cárter del cigüeñal que predomina en el cárter del cigüeñal 7, que depende de la carga que se le pide al motor por el usuario del motor 1 mediante un cambio del ángulo de válvula de mariposa, de modo que en función de la presión del cárter del cigüeñal se produce la conmutación entre la alimentación de combustible con sólo un inyector o con ambos inyectores.
Si para el suministro de combustible del motor 1 sólo se requiere un inyector 13, 14, entonces la alimentación de combustible puede producirse por, en cada caso, uno de los inyectores 13, 14 de manera alterna, de modo que, por tanto, en un ciclo de 360 grados de ángulo de cigüeñal el combustible se inyecta, por ejemplo, por el inyector 13, mientras que en el siguiente ciclo de 360 grados de ángulo de cigüeñal el combustible se inyecta por el otro inyector 14.
Este modo de proceder tiene la ventaja de que puede evitarse la formación de resina o la coquización en los inyectores 13, 14 y que, además, los ciclos de conmutación de los inyectores 13, 14 se distribuyen cada uno por igual en un 50 por ciento aproximadamente.
Como resulta evidente mediante la figura 3 del dibujo, el inyector 13, al igual que el inyector 14, forma un cono de pulverización 21 como patrón de pulverización, y los inyectores están dispuestos de tal modo que el cono de pulverización 21 discurre orientado en sentido opuesto al flujo de fluido que fluye en el canal de rebose 10 hacia la ventana de rebose 11 y, por tanto, se reduce el riesgo de depósitos de pared del combustible proporcionado con el cono de pulverización 21 en la pared 22 del canal de rebose 10. Por las altas turbulencias que predominan en el canal de rebose 10 también se alcanza una buena preparación del combustible, con lo que se reducen las emisiones de HC en los gases de escape.
La figura 5 del dibujo muestra el cono de pulverización 21 en su configuración en el canal de rebose 10 con una distancia con respecto a la pared 22 del canal de rebose 10. A este respecto, la inyección de combustible se produce en los canales de rebose 10 distanciados de la salida 8 y no en los canales de rebose 9 situados más cerca de la salida 8, que también tienen una comunicación de fluido con la cámara del cigüeñal del cárter del cigüeñal 7. Mediante la entrada del combustible en los canales de rebose 10, alejada de la salida, se reduce la formación de un flujo de cortocircuito de combustible hacia la salida 8, con lo que se reducen las pérdidas por barrido del motor de combustión interna de dos tiempos 1 según la invención. De este modo, también puede reducirse el consumo específico de combustible del motor y pueden reducirse las emisiones de HC, que en cualquier caso se producirían durante la inyección de combustible cerca de la salida y la consiguiente humectación de pared de la pared del cilindro en la zona de la salida 8.
La figura 4 muestra la disposición de los inyectores 13, 14 en el cilindro 3 en una vista desde arriba. Como resulta fácilmente evidente, los inyectores 13, 14 están dispuestos inclinados tanto hacia el eje vertical de cilindro 23 visible por la figura 1 como hacia el plano central transversal 24 visible mediante la figura 2.
En la forma de realización del motor 1, representada en la figura 1 del dibujo, el inyector 13, 14 está inclinado con su eje vertical de inyector 25 con respecto al eje vertical de cilindro 23 en un ángulo de 14 grados. Esta configuración lleva en el motor 1 representado a la formación de un cono de pulverización 21 que evita una humectación de pared de la pared 22 del canal de rebose 10, concretamente junto con la disposición del eje vertical de inyector 25 con respecto al plano central transversal 24 de 15 grados, como resulta evidente mediante la figura 2 del dibujo.
Como resulta evidente mediante la figura 6 del dibujo, el inyector 13 o 14 dispuesto en el cilindro 3 también puede formar un patrón de pulverización en forma de dos conos de pulverización 21, que evitan una humectación de pared de la pared 22 del canal de rebose 10.
La figura 7 del dibujo muestra dos planos de sección A-A y B-B para explicar el ángulo de inclinación, que se forma entre el eje vertical de cilindro 23 y el eje vertical de inyector 25, y que se representa en la figura 7A y para explicar el ángulo, que forma el eje vertical de inyector 25 con respecto al plano central longitudinal 26 según la figura 7, y que se representa en la figura 7B.
Como se representa mediante la figura 7A, el inyector 13, 14 puede disponerse inclinado con su eje vertical de inyector 25 en un ángulo de desde sustancialmente 0 grados hasta aproximadamente 35 grados con respecto al eje vertical de cilindro 23, de modo que el cono de pulverización 21 no incida sobre la pared 22 del canal de rebose 10. La figura 7B del dibujo muestra la posible disposición de los inyectores 13, 14 con respecto a un plano central longitudinal 26 que recibe el eje vertical de cilindro 23, que resulta visible mediante la figura 7. Como resulta fácilmente evidente, los inyectores pueden estar dispuestos en un ángulo de menos 8 grados con respecto al plano central longitudinal 26, partiendo de un plano central longitudinal virtual trazado a través del inyector izquierdo en la figura 7B con 0 grados, y partiendo de este ángulo cubrir un intervalo angular de 33 grados, sin que se produzcan depósitos de pared del combustible inyectado en la pared 22 del canal de rebose 10. Esto es válido tanto para los inyectores representados en el dibujo con un patrón de pulverización con dos conos de pulverización como para inyectores con un patrón de pulverización con sólo, en cada caso, un cono de pulverización similar al de la representación en la figura 7A.
Además, el motor de combustión interna de dos tiempos 1 según la invención se caracteriza por que el combustible puede inyectarse a través de un solo inyector o ambos inyectores durante un segmento de una revolución completa del cigüeñal 6, que corresponde a un ángulo de cigüeñal de 360 grados, concretamente en función del estado de carga del motor y de la velocidad del motor.
De este modo, la invención tiene en cuenta una característica de los motores de dos tiempos, que se caracteriza por el hecho de que el motor requiere poco combustible en el rango de ralentí, es decir, con un ángulo de apertura de válvula de mariposa de casi 0 grados, concretamente en toda la gama de revoluciones, desde 1.000 revoluciones por minuto hasta 11000 revoluciones por minuto en el caso del motor mostrado, con una cilindrada de 250 centímetros cúbicos. Toda esta gama de revoluciones puede cubrirse alimentando combustible por medio de sólo un inyector 13, 14, aunque no se alcance el tiempo mínimo de apertura de inyector a medida que aumenta la velocidad. Aunque aquí se ha mencionado un motor de combustión interna de dos tiempos con una cilindrada de 250 centímetros cúbicos, también es posible que el motor de combustión interna de dos tiempos tenga una cilindrada de 125, 150 o incluso 300 centímetros cúbicos.
Esto se debe a que el motor según la invención, debido a la disposición ventajosa de los inyectores 13, 14 en el rango de ralentí también funciona con un combustible dosificado, que, según la cantidad, se produce cuando el inyector se hace funcionar en realidad por debajo del tiempo mínimo de apertura de inyector específico del inyector. A medida que aumenta la carga del motor y con el aumento resultante del ángulo de válvula de mariposa, aumenta la demanda de combustible del motor. De manera similar aumenta la demanda de combustible del motor también a medida que aumenta la velocidad del motor. Ahora, el motor según la invención está configurado de tal modo que la alimentación de combustible se conmuta en función de la velocidad del motor en un rango de carga de aproximadamente el 7 por ciento a aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima de un inyector a ambos inyectores.
Por tanto, con una alta velocidad del motor, la conmutación de la alimentación de combustible por medio de un inyector a la alimentación de combustible por medio de ambos inyectores ya tiene lugar con una menor carga de, por ejemplo, el 7 por ciento de la carga máxima del motor, mientras que con bajas velocidades del motor, la conmutación no tiene lugar hasta a partir del 40 por ciento de la carga máxima. En caso de que con bajas velocidades del motor, el motor no llegue al valor del 40 por ciento de la carga máxima desde una carga superior, tiene lugar una conmutación de la alimentación de combustible de dos inyectores a sólo un inyector, mientras que con altas velocidades del motor la conmutación de la alimentación de combustible de ambos inyectores a sólo un inyector no tiene lugar hasta a partir de una carga del motor de aproximadamente el 7 por ciento de la carga máxima.
El segmento ya indicado anteriormente de la alimentación de combustible con respecto al ángulo del cigüeñal de 360 grados puede ir desde aproximadamente 5 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 350 grados de ángulo de cigüeñal, asumiendo el segmento en el caso del motor 1 representado en el dibujo un valor de desde aproximadamente 12 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 305 grados de ángulo de cigüeñal, de modo que con un ángulo de válvula de mariposa de 0 grados, es suficiente la alimentación de combustible por medio de sólo un inyector durante aproximadamente 12 grados de ángulo de cigüeñal, mientras que con un ángulo de válvula de mariposa de, por ejemplo, 72 grados, que corresponde a la posición de plena carga del motor, el segmento de la alimentación de combustible por medio de ambos inyectores puede llegar hasta aproximadamente 305 grados de ángulo de cigüeñal, es decir, que con ambos inyectores puede introducirse combustible durante un segmento muy grande del ángulo del cigüeñal máximo posible, es decir, que puede trabajarse con inyectores que proporcionan un caudal de masa específico relativamente bajo de combustible por segundo de, por ejemplo, 2,5 g/s, es decir, que introducen comparativamente poco combustible por unidad de tiempo.
Esta configuración permite que el funcionamiento del motor esté garantizado también con cargas elevadas y velocidades elevadas por un suministro suficiente de combustible en el cárter del cigüeñal, porque el combustible no sólo se alimenta durante el periodo de apertura de la ventana de rebose, sino que también se introduce a través de los canales de rebose, cuando la ventana de rebose se cierra por el pistón. Esto permite que, a pesar del caudal de masa específico reducido mencionado anteriormente de los inyectores de combustible por segundo, que corresponde a la baja demanda de combustible específica del motor en el rango de carga parcial bajo y el rango de ralentí, puede tenerse en cuenta el elevado consumo de combustible específico con cargas elevadas y velocidades elevadas y con cargas elevadas y velocidades elevadas, en la cámara de combustión está rápidamente disponible una cantidad de combustible suficiente, con lo que también con cargas elevadas se consigue un buen enfriamiento interno del cilindro y del pistón mediante el combustible previamente almacenado en el cárter del cigüeñal.
Finalmente, la figura 9 del dibujo muestra una representación esquemática de una motocicleta 27, que está dotada del motor de combustión interna de dos tiempos 1 según la invención. La motocicleta 27 tiene una rueda delantera 28 así como una rueda trasera 29 y una superficie para que el usuario de la motocicleta se siente, en forma de sillín 30. Un usuario sentado sobre el sillín 30 o asiento 30 puede dirigir la motocicleta a través del manillar 31 y, a este respecto, influir en la posición del ángulo de giro de la válvula de mariposa 18 dispuesta en el cuerpo de válvula de mariposa 17, a través de la empuñadura del acelerador 32 por medio de un cable o también por medio de la tecnologíadrive-by-wire,y de este modo controlar la carga de motor del motor 1.
Cuando el usuario deja la empuñadura del acelerador 32 en su posición inicial sin accionar, se establece un ángulo de válvula de mariposa de sustancialmente 0 grados y el motor se hace funcionar a través del sistema de ralentí del cuerpo de válvula de mariposa 17 y un dispositivo de control 33 acoplado de manera funcional al motor de combustión interna 1, que en la motocicleta 27 representada se dispone por debajo del asiento 30, controla los inyectores 13, 14 de tal modo que, de manera alterna, proporcionan el combustible necesario para el funcionamiento del motor 1 al ralentí mediante inyección en los canales de rebose 10.
Mediante un accionamiento de la empuñadura del acelerador 32 por parte del usuario de la motocicleta 27 se cambia la demanda de carga para el motor y se establece una carga del motor cambiada para el motor 1. El cambio del ángulo de válvula de mariposa lleva a un cambio de la presión del cárter del cigüeñal medida en el cárter del cigüeñal 7.
El dispositivo de control 33 calcula la cantidad de combustible necesaria para el ángulo de válvula de mariposa y la dosifica por medio de un inyector 13, 14 o por medio de ambos inyectores 13, 14, inyectando el combustible en los canales de rebose 10, concretamente de manera alterna mediante, en cada caso, uno de los dos inyectores o mediante ambos inyectores al mismo tiempo, de modo que se establezca la cantidad de combustible necesaria. La carga del motor cambia en función del ángulo de válvula de mariposa, que determina el sensor de ángulo de giro 34 y a través del dispositivo de control 33 se determina la cantidad de combustible correspondiente a la carga del motor 0 la demanda de carga y se determina la duración de apertura del inyector 13, 14 o de los inyectores 13, 14, que entonces corresponde a un ángulo del cigüeñal, que corresponde a un segmento del ángulo del cigüeñal correspondiente a una revolución completa del cigüeñal.
Con respecto a las características de la invención no explicadas en detalle anteriormente, se hace referencia expresa a las reivindicaciones de la patente y al dibujo.
Lista de números de referencia
1 motor de combustión interna de dos tiempos
2 cámara de combustión
3 cilindro
4 pistón
5 biela
6 cigüeñal
7 cárter del cigüeñal
8 salida
9 primeros canales de rebose
10 segundos canales de rebose
11 ventana de rebose
12 flecha
13 primer inyector
14 segundo inyector
15 flecha
16 colector de aspiración
17 cuerpo de válvula de mariposa
18 válvula de mariposa
19 carcasa
20 flecha
21 cono de pulverización
22 pared
23 eje vertical
24 plano central transversal
25 eje vertical de inyector
26 plano central longitudinal
27 motocicleta
28 rueda delantera
29 rueda trasera
30 sillín, asiento
31 manillar
32 empuñadura del acelerador
33 dispositivo de control
34 sensor de ángulo de giro

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) con al menos un cilindro (3) dotado de una cámara de combustión (2) y una salida (8) y un cárter del cigüeñal (7) dotado de un cigüeñal (6), conectado por fluido a través de al menos un canal de rebose (9, 10) a la cámara de combustión (2), en el que el motor de combustión interna (1) presenta dos inyectores (13, 14) y en el que puede introducirse combustible por medio de sólo un inyector (13, 14) con una primera carga del motor y por medio de ambos inyectores (13, 14) con una segunda carga del motor, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) presenta dos canales de rebose (9, 10) por cada cilindro (3), en el que el canal de rebose (9, 10) respectivo está dotado de un inyector (13, 14) respectivo y el motor de combustión interna (1) está configurado para inyectar combustible en el canal de rebose (9, 10) sustancialmente en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal (7) a la cámara de combustión (2).
2. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está configurado para la inyección alterna de combustible por medio de uno de ambos inyectores (13, 14).
3. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está configurado para inyectar combustible durante un ángulo del cigüeñal, que corresponde a un segmento de una revolución completa del cigüeñal (6) y el segmento asciende a aproximadamente desde 5 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 350 grados de ángulo de cigüeñal, de manera preferible aproximadamente desde 10 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 330 grados de ángulo de cigüeñal, de manera preferible aproximadamente desde 12 grados de ángulo de cigüeñal hasta aproximadamente 305 grados de ángulo de cigüeñal.
4. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está configurado para inyectar combustible por medio de sólo un inyector (13, 14) en un rango de la carga del motor del motor de combustión interna (1) de desde aproximadamente el 7 por ciento hasta aproximadamente el 40 por ciento de la carga máxima del motor de combustión interna (1).
5. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está configurado para inyectar combustible durante un segmento del ángulo del cigüeñal correspondiente a una revolución completa del cigüeñal (6), que aumenta a medida que aumenta la velocidad del motor de combustión interna (1).
6. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está acoplado de manera funcional a un dispositivo de control (33) y el dispositivo de control (33) está configurado para establecer una demanda de carga para el motor de combustión interna (1) y la inyección de combustible se produce por medio de un inyector (13, 14) o de ambos inyectores (13, 14) en función de la demanda de carga establecida.
7. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según la reivindicación 6, caracterizado por que el establecimiento de la demanda de carga se produce por medio de la determinación de la apertura de un elemento de estrangulación (17) dispuesto aguas arriba del motor de combustión interna (1).
8. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) está configurado para cambiar el inicio de la inyección de combustible por medio de un inyector (13, 14) o de ambos inyectores (13, 14) y/o la duración del accionamiento de apertura del inyector (13, 14) o de ambos inyectores (13, 14) en función de la demanda de carga establecida y/o de la velocidad del motor de combustión interna (1).
9. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cilindro (3) está dotado de primeros canales de rebose (9) y segundos canales de rebose (10) y los segundos canales de rebose (10) están dispuestos más distanciados con respecto a la salida (8) que los primeros canales de rebose (9) y los inyectores (13, 14) están dispuestos para inyectar combustible en los segundos canales de rebose (10).
10. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) presenta un eje vertical de cilindro (23) formado por el eje central longitudinal del cilindro (3) y cada inyector (13, 14) presenta un eje vertical de inyector (25) formado por el eje central longitudinal del inyector (13, 14) y los inyectores (13, 14) están dispuestos inclinados en un ángulo entre el eje vertical de cilindro (23) y el eje vertical de inyector (25) de aproximadamente desde cero grados hasta aproximadamente 35 grados, de manera preferible aproximadamente 14 grados.
11. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según la reivindicación 10, caracterizado por que el motor de combustión interna (1) presenta un plano central longitudinal (26) que encierra el eje vertical de cilindro (23) y los inyectores (13, 14) están dispuestos inclinados en un ángulo entre el plano central longitudinal (26) y el eje vertical de inyector (25) de aproximadamente desde menos 8 grados hasta aproximadamente más 33 grados.
12. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los inyectores (13, 14) están dispuestos con respecto al canal de rebose (10) respectivo de tal modo que se evitan sustancialmente depósitos del combustible inyectado por el inyector (13, 14) en el canal de rebose (10) en la pared (22) del canal de rebose (10).
13. Motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el inyector (13, 14) genera al menos un chorro de combustible (21) cónico y el inyector (13, 14) está orientado con respecto al canal de rebose (10) para evitar depósitos de pared del chorro de combustible (21) en la pared (22) del canal de rebose (10).
14. Procedimiento para hacer funcionar un motor de combustión interna de dos tiempos (1), que presenta al menos un cilindro (3) dotado de una cámara de combustión (2) y una salida (8) con dos canales de rebose (9, 10) y un cárter del cigüeñal (7) dotado de un cigüeñal (6), que a través de los canales de rebose (9, 10) se conecta por fluido a la cámara de combustión (3), en el que el procedimiento comprende alimentar combustible al motor de combustión interna de dos tiempos (1) mediante dos inyectores (13, 14) y en el que el combustible se alimenta por medio de sólo un inyector (13, 14) con una primera carga del motor y por medio de ambos inyectores (13, 14) con una segunda carga del motor, caracterizado por que el combustible se inyecta en los canales de rebose (9, 10) sustancialmente en contra del sentido de rebose desde el cárter del cigüeñal (7) a la cámara de combustión (3).
15. Motocicleta (27) con un sillín (30) para el conductor así como una rueda delantera (28) y una rueda trasera (29), caracterizada por un motor de combustión interna de dos tiempos (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13.
ES18705588T 2017-02-13 2018-02-09 Motor de combustión interna de dos tiempos Active ES2963817T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017102792.0A DE102017102792B4 (de) 2017-02-13 2017-02-13 Zweitaktbrennkraftmaschine
PCT/EP2018/053275 WO2018146251A1 (de) 2017-02-13 2018-02-09 Zweitaktbrennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2963817T3 true ES2963817T3 (es) 2024-04-02

Family

ID=61231237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18705588T Active ES2963817T3 (es) 2017-02-13 2018-02-09 Motor de combustión interna de dos tiempos

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11149676B2 (es)
EP (1) EP3580440B1 (es)
JP (1) JP7442926B2 (es)
CN (1) CN110462179B (es)
AU (1) AU2018218333B2 (es)
CA (1) CA3053007C (es)
DE (1) DE102017102792B4 (es)
ES (1) ES2963817T3 (es)
WO (1) WO2018146251A1 (es)

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2021744A (en) * 1932-04-14 1935-11-19 Perkins F Ltd Internal-combustion engine of the fuel-injection type
US2204068A (en) * 1938-07-14 1940-06-11 Perkins F Ltd Internal-combustion engine of the fuel-injection compression-ignition type
DE1231482B (de) 1963-02-12 1966-12-29 Wilhelm Schindele Vorrichtung zum Einbringen des Brennstoffes bei schnellaufenden Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere mit Gemischverdichtung und Fremdzuendung
JPS60147549A (ja) 1984-01-10 1985-08-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 機関用燃料供給装置の燃料噴射方法
JPS6153427A (ja) 1984-08-21 1986-03-17 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射装置
JPS61123743A (ja) 1984-11-16 1986-06-11 Hitachi Ltd 電子制御燃料噴射装置
AT397695B (de) 1987-07-30 1994-06-27 Avl Verbrennungskraft Messtech Zweitakt-brennkraftmaschine
ES2053315T3 (es) 1990-09-07 1994-07-16 Laimboeck Franz Motor alternativo de combustion interna de dos tiempos de encendido externo con barrido del carter del cigueñal.
JPH0565860A (ja) 1991-07-31 1993-03-19 Tonen Corp ２サイクルエンジンの燃料供給方法
GB9412181D0 (en) 1994-06-17 1994-08-10 Ricardo Consulting Eng Crankcase scavenged two-stroke engines
DE59508329D1 (de) * 1995-11-24 2000-06-15 Waertsilae Nsd Schweiz Ag Wint Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
JP2000064933A (ja) 1998-08-19 2000-03-03 Yamaha Motor Co Ltd ２サイクル筒内噴射エンジンの始動方法
US6539900B2 (en) * 1999-02-05 2003-04-01 Avl List Gmbh Two-stroke internal combustion engine with crankcase scavenging
JP2000283008A (ja) 1999-03-31 2000-10-10 Suzuki Motor Corp 二サイクルエンジンの燃料噴射装置
US6691649B2 (en) 2000-07-19 2004-02-17 Bombardier-Rotax Gmbh Fuel injection system for a two-stroke engine
AT6291U1 (de) * 2001-06-19 2003-07-25 Avl List Gmbh Zweitakt-brennkraftmaschine mit kurbelgehäusespülung
DE10220555B4 (de) 2002-05-08 2013-06-27 Andreas Stihl Ag & Co. Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors und Zweitaktmotor
DE10229365B4 (de) 2002-06-29 2013-10-31 Andreas Stihl Ag & Co. Zweitaktmotor und Verfahren zu dessen Betrieb
JP4238682B2 (ja) 2003-09-18 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 混合気を圧縮自着火させる自着火運転が可能な２サイクル式内燃機関
DE102004002161B4 (de) 2004-01-15 2014-01-02 Dolmar Gmbh Zweitakt-Motor mit einem Einspritzelement
AT501986B1 (de) 2004-07-21 2007-03-15 Kirchberger Roland Dipl Ing Dr Zweitakt-verbrennungsmotor
US7089892B1 (en) 2004-09-15 2006-08-15 Polaris Industries Inc. Fuel injection system and method for two-cycle engines
US7168401B2 (en) 2005-06-02 2007-01-30 Arctic Cat, Inc. Multi-location fuel injection system
DE102008019157B4 (de) 2007-04-30 2020-10-29 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Verbrennungsmotor und Verfahren zu dessen Betrieb
JP4946996B2 (ja) 2008-07-24 2012-06-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4983742B2 (ja) 2008-07-24 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
AT515564B1 (de) * 2014-01-30 2016-03-15 Kirchberger Roland Dipl Ing Dr Techn Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Ottomotors

Also Published As

Publication number Publication date
CA3053007A1 (en) 2018-08-16
WO2018146251A1 (de) 2018-08-16
US20200040838A1 (en) 2020-02-06
CN110462179A (zh) 2019-11-15
EP3580440B1 (de) 2023-08-23
JP7442926B2 (ja) 2024-03-05
DE102017102792A1 (de) 2018-08-16
CA3053007C (en) 2022-01-11
EP3580440A1 (de) 2019-12-18
US11149676B2 (en) 2021-10-19
CN110462179B (zh) 2022-03-04
DE102017102792B4 (de) 2024-06-27
AU2018218333A1 (en) 2019-08-29
JP2020506329A (ja) 2020-02-27
AU2018218333B2 (en) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2380179T3 (es) Vehículo de motor del tipo de montar o horcajadas
ES2314405T3 (es) Motor de combustion interna de dos ciclos con un sistema de combustion de inyeccion directa de combustible.
US20170152777A1 (en) Blow-by gas recirculating apparatus
ES2278475B1 (es) Motor de combustion interna con regulacion de inyeccion de una mezcla de aire y combustible.
ES2710519T3 (es) Motor de combustión interna
ES2361468T3 (es) Motocicleta.
US6439938B1 (en) Cowling arrangement for outboard motor
ES2963817T3 (es) Motor de combustión interna de dos tiempos
CN1177054A (zh) 二冲程内燃机
US20170183993A1 (en) Breather apparatus for engine
CN1084430C (zh) 二冲程内燃机
JP6742325B2 (ja) ２ストロークエンジン用の注入システム
ES2907056T3 (es) Motor térmico de combustión interna de dos tiempos
JP4170427B2 (ja) 直接筒内噴射式２サイクルエンジン
US7673610B2 (en) Intake device for vehicle engine
AU734305B2 (en) Carburetor for two-cycle engine
TW200528627A (en) Exhaust gas sensor mounting structure of internal combustion engine
US7428891B2 (en) Outboard motor equipped with internal combustion engine with carburetor
JP4500724B2 (ja) 自動二輪車用エンジンの油温検出構造
JP2017075864A (ja) 排気ガス用センサ及びこれを装着された船外機用エンジン
JP2000064851A (ja) 直接筒内噴射式２サイクルエンジン
US6691673B2 (en) Fuel supply device for outboard motor
JP6824218B2 (ja) 内燃機関の副燃焼室
JPH034774Y2 (es)
JP2006283615A (ja) 内燃機関