BR102015020090A2

BR102015020090A2 - motor de reciprocação

Info

Publication number: BR102015020090A2
Application number: BR102015020090A
Authority: BR
Inventors: Mark James Lemke; Richard John Donahue
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-07-05
Also published as: CN105386887B; JP2016044679A; US9359971B2; US20160053710A1; EP2987990B1; JP6666533B2; KR20160023556A; CN105386887A; EP2987990A1

Abstract

resumo motor de reciprocação trata se de um sistema que inclui um motor de reciprocação que tem um forro do cilindro e um pistão disposto dentro do forro do cilindro. o forro do cilindro inclui uma parede interna e se estende em torno de uma cavidade. a parede interna inclui uma primeira extremidade axial, uma segunda extremidade axial, uma porção de deslocamento de pistão e uma porção superior. a porção superior está mais próxima da primeira extremidade axial do forro do cilindro que da segunda extremidade axial do forro do cilindro. a porção superior tem um primeiro acabamento de superfície com uma primeira média de rugosidade (ra1) maior que aproximadamente 2 µm e uma ondulação total (wt) menor que aproximadamente 0,1 mm. o pistão é configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro. o pistão inclui uma área de contato superior configurada para estar radialmente oposta à porção superior da parede interna do forro do cilindro quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior.

Description

“MOTOR DE RECIPROCAÇÃO” Antecedentes [001] A matéria revelada no presente documento refere-se geralmente a motores de reciprocação e, mais particularmente, aos acabamentos de superfície de forros do cilindro e pistões de motores de reciprocação.

[002] Um motor de reciprocação (por exemplo, um motor de combustão interna) combure o combustível com um oxidante (por exemplo, ar) para gerar gases quentes de combustão, que, por sua vez, acionam um pistão (por exemplo, um pistão de reciprocação) dentro de um forro do cilindro. Em particular, os gases quentes de combustão expandem e exercem uma pressão contra o pistão que move de modo linear o pistão dentro do forro do cilindro durante um curso de expansão (por exemplo, um curso descendente). O pistão converte a pressão exercida pelos gases de combustão e o movimento linear do pistão em um movimento de rotação (por exemplo, através de uma haste de conexão e uma manivela acoplada ao pistão) que aciona um eixo para rotacionar uma ou mais cargas (por exemplo, um gerador elétrico). O modelo e configuração do pistão e do forro do cilindro podem impactar significativamente emissões (por exemplo, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, etc.), bem como consumo de óleo. Além disso, o modelo e a configuração do pistão e do forro do cilindro podem afetar significativamente o atrito entre os componentes do motor de reciprocação e da vida útil dos componentes do motor de reciprocação. Infelizmente, os depósitos formados no pistão podem aumentar o desgaste no forro do cilindro ou impactar emissões.

Descrição Resumida [003] Certas realizações com escopo similar com a invenção originalmente revelada são resumidas abaixo. Essas realizações não se destinam a limitar o escopo da invenção reivindicada, mas, de preferência, essas realizações se destinam apenar a fornecer uma breve descrição resumida de possíveis formas da invenção. De fato, a invenção pode abranger uma variedade de formas que podem ser similares a ou diferentes das realizações apresentadas abaixo.

[004] Em uma primeira realização, um motor de reciprocação inclui um forro do cilindro e um pistão disposto dentro de uma cavidade. O forro do cilindro inclui uma parede interna e se estende ao redor da cavidade. A parede interna inclui uma primeira extremidade axial, uma segunda extremidade axial, uma porção de deslocamento de pistão e uma porção superior. A porção superior está mais próxima da primeira extremidade axial do forro do cilindro que da segunda extremidade axial do forro do cilindro, a porção superior tem um primeiro acabamento de superfície com uma primeira média de rugosidade (Ra-ι) maior que aproximadamente 2 pm e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm, e Rai e Wt têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm. O pistão é configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro. O pistão inclui uma área de contato superior configurada para estar radialmente oposta à porção superior da parede interna do forro do cilindro quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior.

[005] Em uma segunda realização, um sistema inclui um motor de reciprocação que tem um forro do cilindro e um pistão disposto dentro de uma cavidade. O forro do cilindro inclui uma parede interna e se estende ao redor da cavidade. O forro do cilindro inclui um primeiro raio em uma porção superior da parede interna do forro do cilindro e a porção superior inclui um primeiro acabamento de superfície que tem uma primeira média de rugosidade (Rai) e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm. O pistão é configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro. O pistão inclui pelo menos um sulco anular que se estende de modo circunferencial em torno do pistão e uma área de contato superior adjacente a um sulco anular superior do pelo menos um sulco anular. A área de contato superior inclui um segundo raio e um segundo acabamento de superfície. Uma folga radial entre o primeiro raio e o segundo raio durante a operação do motor de reciprocação é menor que aproximadamente 25 pm. O segundo acabamento de superfície tem uma segunda média de rugosidade (Ra2) menor que aproximadamente 2 pm, e Ra2 é menor que Rai. As Rai, Wt, e Ra2 têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm.

[006] Em uma terceira realização, um sistema inclui um motor de reciprocação que tem um forro do cilindro e um pistão disposto dentro de uma cavidade. O forro do cilindro inclui uma parede interna e se estende ao redor da cavidade. A parede interna inclui uma primeira extremidade axial, uma segunda extremidade axial, uma porção de deslocamento de pistão e uma porção superior. O forro do cilindro inclui um primeiro raio na porção superior da parede interna e a porção superior está mais próxima da primeira extremidade axial do forro do cilindro que da segunda extremidade axial do forro do cilindro. A porção superior inclui um primeiro acabamento de superfície e o primeiro acabamento de superfície tem uma primeira média de rugosidade (Rai) maior que aproximadamente 2 pm e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm. O pistão é configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro. O pistão inclui uma área de contato superior configurada para estar radialmente oposta à porção superior da parede interna do forro do cilindro quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior. O pistão inclui um segundo raio na área de contato superior e a área de contato superior do pistão tem um segundo acabamento de superfície que tem uma segunda média de rugosidade (Ra2) menor que Rai. Uma folga radial entre o primeiro raio e o segundo raio durante a operação do motor de reciprocação é menor que aproximadamente 25 pm e uma diferença entre Rai e Ra2 é maior que aproximadamente 0,5 pm. As Rai, Wt, e Ra2 têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm.

Breve Descrição dos Desenhos [007] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhor entendidos quando a descrição detalhada a seguir é lida com referência aos desenhos anexos nos quais caracteres similares representam partes similares por todos os desenhos, em que: - A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemáticos de uma realização de uma porção de um sistema de geração de potência acionado por motor; - A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma realização de um pistão posicionado dentro de um forro do cilindro de um motor; - A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcial de uma realização do pistão e do forro do cilindro do motor, tomada dentro da linha 3-3 da Figura 2, quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior; e - A Figura 4 é uma vista em corte transversal parcial de uma realização do pistão e do forro do cilindro do motor, tomada dentro da linha 3-3 da Figura 2.

Descrição Detalhada [008] Um ou mais realizações específicas da presente invenção serão descritas abaixo. Em um esforço para fornecer uma descrição concisa dessas realizações, todos os recursos de uma implantação atual não podem ser descritos neste relatório descritivo. Deve ser apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal implantação atual, como em qualquer projeto de modelo ou de engenharia, as decisões de implantação específica numerosas devem ser feitas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a conformidade com as restrições relacionadas à empresa e relacionadas ao sistema, que podem variar de uma implantação para outra. Ademais, deve ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, apesar disso, seria uma tarefa rotineira de modelo, fabricação e manufatura para aquele indivíduo de habilidade comum que tem o benefício dessa revelação.

[009] Ao introduzir elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um”, “uma”, “o”, "a", “dito” e "dita" se destinam a significar que os mesmos são um ou mais dentre os elementos. Os termos “compreende”, “inclui” e “tem” destinam-se a ser inclusivos e significar que os mesmos podem ser elementos adicionais diferentes dos elementos listados.

[010] Os motores de reciprocação (por exemplo, motores de combustão interna) de acordo com a presente revelação podem incluir um ou mais dentre os conjuntos de pistão, em que cada um tem um pistão configurado para se mover de modo linear (por exemplo, de modo axial) dentro de um forro do cilindro para converter a pressão exercida pelos gases de combustão e o movimento linear do pistão em um movimento de rotação para energizar uma ou mais cargas. Uma porção superior do forro do cilindro pode ter um acabamento de superfície com uma média de rugosidade (Ra) maior que aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 10 ou 15 pm e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1, 0,05 ou 0,03 mm ao longo de um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm. Conforme pode ser apreciado, a Ra e Wt podem varias com diferentes comprimentos característicos (por exemplo, 0,08, 0,25, 2,5 e 8 mm). Adicionalmente ou de modo alternativo, uma área de contato superior do pistão dentro do forro do cilindro pode ter um acabamento de superfície com uma média de rugosidade menor que aproximadamente 2, 1,0,8, 0,5 ou 0,3 pm. Uma folga radial entre a área de contato superior do pistão e a porção superior do forro do cilindro pode ser menor que aproximadamente 25 pm em temperatura operacional com uma razão de folga menor que aproximadamente 0,5% do diâmetro de orifício em temperatura ambiente, que pode ser definida no presente documento como uma condição de área de contato superior justa (TTL). Conforme utilizado no presente documento, a razão de folga pode ser definida como a razão da folga de área de contato superior com o diâmetro de orifício de cilindro e a folga de área de contato superior pode ser definida como a diferença entre o diâmetro de orifício cilindro e o diâmetro de área de contato superior de pistão. A rugosidade maior da porção superior do forro do cilindro em relação à área de contato superior do pistão pode aumentar a retenção de depósitos no forro do cilindro e/ou pode diminuir a retenção de depósitos na área de contato superior. Em algumas realizações, os depósitos retidos no forro do cilindro podem raspar (por exemplo, remover) os depósitos da área de contato superior, reduzindo, desse modo, os depósitos na área de contato superior do pistão. Ademais, o acabamento de superfície da porção superior do forro do cilindro pode não afetar um volume de greta para o conjunto de pistão. Por exemplo, enquanto que um anel de antipolimento separado (por exemplo, raspador de carbono) pode aumentar um volume de greta do conjunto de pistão e/ou aumentar a quantidade de componentes do conjunto de pistão, o acabamento de superfície da porção superior do forro do cilindro descrita no presente documento pode garantir que os depósitos retidos na porção superior funcionem como um anel de antipolimento para o pistão. Além disso, a redução de depósitos retidos na área de contato superior pode reduzir o desgaste do forro do cilindro e/ou pode reduzir o aquecimento do atrito no pistão. O atrito entre o forro do cilindro e o pistão dos depósitos retidos na área de contato superior do pistão pode causar desgaste entre a área de contato superior e a parede interna do forro do cilindro (por exemplo, raspagem de carbono (carbon ranking) e polimento de orifício), aumentando, desse modo, o consumo de óleo, aumentando a fuga de gás de hidrocarbonetos não queimados através de vedações ou aumentando as emissões ou qualquer combinação dos mesmos. Consequentemente, a redução do atrito entre o forro do cilindro e o pistão por meio da redução de depósitos na área de contato superior do pistão pode reduzir o consumo de óleo, reduzir a fuga de gás de hidrocarbonetos não queimados entre o forro do cilindro e o pistão ou reduzir as emissões ou qualquer combinação dos mesmos. Vantajosamente, o acabamento de superfície da porção superior do forro do cilindro que retém depósitos usados para remover os depósitos da área de contato superior do pistão pode não amentar significativamente o volume de greta do conjunto de pistão.

[011] Voltando-se aos desenhos, a Figura 1 ilustra um diagrama de blocos de uma realização de uma porção de um sistema de geração de potência acionado por motor 10. Conforme descrito em detalhes abaixo, o sistema 10 inclui um motor 12 (por exemplo, um motor de combustão interna de reciprocação) que tem uma ou mais câmaras de combustão 14 (por exemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ou mais câmaras de combustão 14). Cada câmara de combustão 14 é definida por um cilindro 30 e um pistão 24 que se reciprocam no cilindro 30. Um suprimento de ar 16 é configurado para fornecer um oxidante pressurizado 18, tal como ar, oxigênio, ar enriquecido em oxigênio, ar reduzido em oxigênio ou qualquer combinação dos mesmos, a cada câmara de combustão 14. A câmara de combustão 14 também é configurada para receber um combustível 20 (por exemplo, um combustível líquido e/ou combustível gasoso) de um suprimento de combustível 22. Uma mistura (por exemplo, mistura de ar e combustível) do oxidante 18 e do combustível 20 inflama e combure dentro de cada câmara de combustão 14. Os gases de combustão pressurizados quentes fazem com que um pistão 24 adjacente a cada câmara de combustão 14 se mova linearmente dentro do cilindro 30 e converta a pressão exercida pelos gases em um movimento de rotação, fazendo com que, desse modo, um eixo 26 rotacione. Além disso, o eixo 26 pode ser acoplado a uma carga 28, que é energizada através da rotação do eixo 26. Por exemplo, a carga 28 pode ser qualquer dispositivo adequado que pode gerar energia através da saída rotacionai do sistema 10, tal como um gerador elétrico. Como um outro exemplo, a carga 28 pode ser um veículo acionado pelo motor 12. Adicionalmente, embora a discussão a seguir se refira ao ar como o oxidante 18, qualquer oxidante adequado pode ser usado com as realizações reveladas. De modo similar, o combustível 20 pode ser qualquer combustível adequado, tais como gás natural, gás de petróleo associado, hidrogênio, propano, gasolina, biogás, gás de esgoto, gás de síntese, gás de aterro sanitário, gás de mina de carvão, diesel, querosene ou óleo combustível, por exemplo.

[012] O sistema 10 revelado no presente documento pode ser adaptado para uso em aplicações estacionárias (por exemplo, em motores de geração de potência industriais) ou em aplicações móveis (por exemplo, em automóveis ou aeronave). O motor 12 pode ser um motor de dois cursos, motor de três cursos, motor de quatro cursos, motor de cinco cursos ou motor de seis cursos. Em algumas realizações, os cilindros 30 podem incluir forros do cilindro que são separados de um bloco de motor. Por exemplo, os forros de aço do cilindro podem ser utilizados com um bloco de motor de alumínio. O motor 12 também pode incluir qualquer número de câmaras de combustão 14, pistões 24 e cilindros associados 30 ou forros do cilindro (por exemplo, 1 a 24). Por exemplo, o sistema 10 pode incluir um motor de reciprocação industrial em grande escala que tem 4, 6, 8, 10, 16, 24 ou mais pistões 24 que reciprocam nos cilindros 30. Os forros do cilindro e/ou os pistões 24 podem ter um diâmetro de entre aproximadamente 10 a 34 centímetros (cm), 12 a 20 cm ou cerca de 15 cm. Em certas realizações, o pistão 24 pode ser um pistão de aço ou um pistão de alumínio com um anel resistente a Ni inserido em um sulco de anel superior do pistão 24. Em algumas realizações, o sistema 10 pode gear potência que varia de 10 kW a 10 MW. Adicionalmente ou de modo alternativo, a velocidade operacional do motor pode ser menor que aproximadamente 1800, 1500, 1200, 1000, 900, 800 ou 700 RPM.

[013] A Figura 2 é uma vista em corte transversal lateral de uma realização de um conjunto de pistão 40 que tem um pistão 24 disposto dentro de um forro do cilindro 42 (por exemplo, um motor cilindro 30) do motor de reciprocação 12. O forro do cilindro 42 tem uma parede anular interna 44 que define uma cavidade cilíndrica 46. As direções em relação ao motor 12 podem ser descritas com referência a uma direção ou eixo geométrico axial 48, uma direção ou eixo geométrico radial 50 e uma direção ou eixo geométrico circunferencial 52. O pistão 24 inclui uma área de contato superior 54 e um primeiro sulco anular 56 (por exemplo, um sulco anular superior ou um sulco de anel anular superior) que se estendem de modo circunferencial (por exemplo, na direção circunferencial 52) em torno do pistão 24. Um primeiro anel anular 58 (por exemplo, um anel anular superior ou um anel de pistão superior) pode ser posicionado no sulco anular superior 56. O anel anular superior 58 pode ser configurado para expandir e contrair em resposta às elevadas temperaturas e aos gases de combustão de alta pressão aos quais o anel anular superior 58 é submetido durante a operação do sistema 10. Conforme mostrado, o pistão 24 pode incluir um ou mais sulcos anulares adicionais 60 (por exemplo, sulcos de anel anular adicionais) que se estendem de modo circunferencial em torno do pistão 24 e espaçados do sulco anular superior 56 ao longo do eixo geométrico axial 48. Os anéis de pistão anulares adicionais 62 podem ser posicionados em cada um dos sulcos anulares adicionais 60. Deve-se entender que a pluralidade de sulcos anulares adicionais 60 e os anéis de pistão anulares adicionais correspondentes 62 podem ter qualquer uma dentre uma variedade de configurações. Por exemplo, um ou mais dentre a pluralidade de sulcos adicionais 60 e/ou anéis adicionais correspondentes 62 podem ter diferentes configurações, formatos, tamanhos e/ou funções, por exemplo.

[014] Conforme mostrado, o pistão 24 é afixado a uma manivela 64 através de uma haste de conexão 66 e um pino 68. A manivela 64 converte o movimento linear de reciprocação do pistão 24 ao longo do eixo geométrico axial 48 em um movimento de rotação 70. A câmara de combustão 14 é posicionada adjacente à área de contato superior 54 do pistão 24. Um ou mais injetores de combustível 72 fornecem o combustível 20 à câmara de combustão 14 e uma ou mais válvulas 74 controlam a entrega de ar 18 para a câmara de combustão 14. Uma válvula de exaustão 76 controla a descarga de um gás de exaustão 78 do motor 12. Entretanto, deve-se entender que quaisquer técnicas e/ou elementos adequados para fornecimento de combustível 20 e ar 18 à câmara de combustão 14 e/ou para descarga de gás de exaustão 78 pode ser utilizadas.

[015] Em funcionamento, a combustão do combustível 20 com o ar 18 na câmara de combustão 14 faz com que o pistão 24 se mova de uma maneira reciprocante (por exemplo, para trás e para frente) na direção do eixo geométrico 48 dentro da cavidade 46 do forro do cilindro 42. À medida que o pistão 24 se move, a manivela 64 rotacione para energizar a carga 28 (mostrada na Figura 1), conforme discutido acima. Um vão de afastamento 80 (por exemplo, uma folga radial que define um espaço anular) é fornecido entre a parede interna 44 do forro do cilindro 42 e uma superfície externa 82 do pistão 24. O anel anular superior 58 e quaisquer anéis anulares adicionais 62 podem entrar em contato com a parede interna 44 do forro do cilindro 42 para reter o combustível 20, o ar 18 e uma mistura de ar e combustível 84 dentro da câmara de combustão 14. Adicionalmente ou de modo alternativo, o anel anular superior 58 e quaisquer anéis anulares adicionais 62 podem facilitar a manutenção de uma pressão adequada dentro da câmara de combustão 14 para permitir que os gases quentes de combustão de expansão 78 façam com que o pistão 24 se mova ao longo do eixo geométrico axial 48. O anel anular superior 58 e/ou os anéis anulares adicionais 62 podem distribuir um lubrificante (por exemplo, óleo) ao longo da parede interna 44 do forro do cilindro 42 para reduzir atrito e/ou para reduzir geração de calor dentro do motor 12.

[016] O pistão 24 alterna ao longo do eixo geométrico axial 48 entre uma primeira extremidade axial 86 e uma segunda extremidade axial 88 do forro do cilindro 42, que rotaciona a manivela 64 conforme mostrado pela seta 70. A área de contato superior 54 do pistão 24 alterna através de uma porção de deslocamento 90 da parede interna 44 do forro do cilindro 42 para a maioria do movimento de reciprocação. Quando o pistão 24 está em uma posição de ponto morto superior dentro do forro do cilindro 42, a área de contato superior 54 do pistão é radialmente oposta a uma porção superior 92 do forro do cilindro 42. Conforme pode ser apreciado, a posição de ponto morto superior do pistão 24 corresponde a quando uma superfície superior 94 do pistão 24 está em um ápice 96. Em algumas realizações, um eixo geométrico 98 da haste de conexão 66 é substancialmente alinhado com um eixo geométrico 100 do forro do cilindro 42 na posição de ponto morto superior. Por exemplo, o pistão 24 pode estar na posição de ponto morto superior quando a haste de conexão 66 está em uma posição 102 mostrada pelas linhas tracejadas da Figura 2. Conforme pode ser apreciado, o volume da câmara de combustão 14 pode ter um valor mínimo quando o pistão 24 está na posição de ponto morto superior. O movimento do pistão 24 reverte a direção ao longo do eixo geométrico axial 48 na posição de ponto morto superior. Em algumas realizações, a porção superior 92 do forro do cilindro 42 inclui porções da parede interna 44 que são radialmente opostas à área de contato superior 54 quando o eixo geométrico 98 da haste de conexão 66 está dentro de aproximadamente 15 graus ou menos, 10 graus ou menos ou 5 graus ou menos do eixo geométrico 100 do forro do cilindro 42. Adicionaimente ou de modo alternativo, a porção superior 92 do forro do cilindro 42 inclui porções da parede interna 44 que estão acima da área de contato superior 54 do pistão 24 quando o pistão 24 está na posição de ponto morto superior. Em algumas realizações, o diâmetro da porção superior 92 do forro do cilindro 42 pode ser substancialmente igual ao diâmetro da porção de deslocamento 90 do forro do cilindro 42.

[017] A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcial do pistão 24 e do forro do cilindro 42 do motor 12, tomada dentro da linha 3-3 da Figura 2. A Figura 3 ilustra o pistão 24 na posição de ponto morto superior 24, na qual a área de contato superior 54 do pistão 24 é radialmente oposto à porção superior 92 do forro do cilindro 42. O combustível 20 e o ar 18 podem começar a combustão na câmara de combustão 14 antes de ou aproximadamente quando o pistão 24 se aproxima da posição de ponto morto superior. As porções do combustível 20 e o ar 18 dentro da câmara de combustão 14 podem reagir de modo incompleto durante alguns ciclos de combustão do pistão 24. Os produtos incompletos de combustão podem contribuir com as emissões e/ou formar depósitos (por exemplo, depósitos de carbono) no forro do cilindro 42 ou no pistão 24. Adicionaimente ou de modo alternativo, o lubrificante coqueado (por exemplo, óleo) pode formar depósitos de carbono em superfícies da câmara de combustão 14, tais como a área de contato superior 54 do pistão 24 e/ou a porção superior 92 do forro do cilindro 42. Os vãos ou gretas próximos à câmara de combustão 14 maior que certo tamanho podem aumentar um volume de greta de um conjunto de pistão 40. As gretas podem reter as porções do gás de exaustão 78 ou da mistura de ar e combustível 84 de um ciclo de pistão para outro, reduzindo, desse modo, a eficiência de combustão. Adicionaimente ou de modo alternativo, as gretas podem reter porções do combustível 20 ou do ar 18 durante um ciclo de pistão, permitindo, desse modo, a reação incompleta durante um ciclo de pistão e reduzindo a eficiência de combustão.

[018] Consequentemente, a geometria do pistão 24 e o forro do cilindro 42 do conjunto de pistão 40 podem ter um modelo de área de contato superior justa (TTL), reduzindo, desse modo, o volume de greta do conjunto de pistão 40, reduzindo emissões e aumentando a eficiência de combustão. Conforme definido no presente documento, um modelo de TTL tem uma folga operacional menor que aproximadamente 25 μιτι radialmente quando o motor 12 opera em temperaturas nominais (por exemplo, temperaturas de combustão entre aproximadamente 480 SC a 815 SC, aproximadamente 540 SC a 760 SC ou aproximadamente 590 SC a 700 QC). Por exemplo, o modelo de TTL pode ter uma folga operacional (por exemplo, vão 80) menor que aproximadamente 35, 30, 25, 20 ou 15 μιτι radialmente entre uma primeira superfície 120 da porção superior 92 do forro do cilindro 42 e uma segunda superfície 122 da área de contato superior 54 do pistão 24 quando o motor 12 opera em temperaturas nominais. Em algumas realizações, um modelo de TTL do conjunto de pistão 40 pode ter uma folga radial de área de contato superior sobre a área de contato superior 54 do pistão 24 que está aproximadamente entre 0,36% a 0,46% do diâmetro de orifício nominal para um pistão de alumínio quando está em temperatura ambiente (por exemplo, aproximadamente 20 SC). A folga radial de área de contato superior sobre a área de contato superior 54 para um pistão de outro material (por exemplo, aço) do modelo de TTL pode ser determinada multiplicando-se a folga radial de área de contato superior para um pistão de alumínio pela razão dos coeficientes de expansão térmica entre o outro material (por exemplo, aço) e alumínio. Por exemplo, para aço 42crmo4v com um coeficiente de expansão térmica de 13,2 (1CT6 m/m K) e para alumínio M124G com um coeficiente de expansão térmica de 21 (1CT6 m/m K), a folga radial superior sobre a área de contato superior 54 para o pistão de aço 42CrMo4V está entre aproximadamente 0,23% a 0,29% do diâmetro de orifício nominal para o pistão de aço 42CrMo4V. (por exemplo, 0,36% x (13,2/21) = 0,23%; 0,46 x (13/21) = 0,29%).

[019] Os depósitos de carbono do gás de exaustão 78 ou lubrificante podem se formar nas superfícies sobre a câmara de combustão 14. Se os depósitos de carbono se formarem na segunda superfície 122 da área de contato superior 54, os depósitos de carbono podem aumentar o atrito e o desgaste (por exemplo, raspagem de carbono e polimento de orifício) na porção de deslocamento 90 da superfície interna 44 do forro do cilindro 42. O desgaste na superfície interna 44 do forro do cilindro 42 pode aumentar o consumo de óleo através do aumento do vão 80. Adicionalmente, ou de modo alternativo, o aumento do desgaste na superfície interna 44 pode aumentar a fuga de gás do combustível 20, do ar 18 e/ou dos produtos de combustão 78 acima do anel anular superior 58 ou anéis anulares adicionais 62.

[020] Um anel de antipolimento na porção superior 92 do forro do cilindro 42 que se estende radialmente para dentro em direção ao pistão 24 pode interagir com a área de contato superior 54 para remover depósitos da segunda superfície 122. A área de contato superior 54 de um pistão 24 utilizado com um anel de antipolimento é menor (por exemplo, diâmetro menor) para um determinado forro do cilindro 42 que a área de contato superior 54 de um pistão 24 com o determinado forro do cilindro 42 utilizado conforme descrito no presente documento sem um anel de antipolimento. A área de contato superior menor 54 utilizado com os conjuntos de pistão 40 que tem um anel de antipolimento aumenta o vão 80 entre a segunda superfície 122 do pistão 24 e a parede anular interna 44 do forro do cilindro 42. O vão maior 80 com o anel de antipolimento pode aumentar o volume de greta e reduzir a eficiência do motor em relação às realizações de conjuntos de pistão 40 descritas no presente documento sem os anéis de antipolimento. Ademais, os conjuntos de pistão 40 que têm um anel de antipolimento podem ter um aumento de temperaturas da área de contato superior 54 e do forro do cilindro 42 em relação às conjuntos de pistão 40 sem um anel de antipolimento. Os conjuntos de pistão 40 com temperaturas inferiores da área de contato superior 54 e do forro do cilindro podem ter emissões reduzidas, aumento da vida de fadiga do pistão 24, aumento da vida útil dos lubrificantes e intervalos de troca de lubrificante menos frequente ou qualquer combinação dos mesmos.

[021] Em algumas realizações, a primeira superfície 120 da porção superior 92 tem um primeiro acabamento de superfície que promove a formação de depósitos de carbono na porção superior 92 em relação à área de contato superior 54 sem qualquer efeito signíficante no volume de greta da câmara de combustão 14. Isto é, enquanto que um acabamento de superfície “macro” na primeira superfície 120 pode aumentar o volume de greta, as realizações do primeiro acabamento de superfície conforme descrito no presente documento incluem um acabamento de superfície “micro” que tem um efeito substancialmente insignificante no volume de greta em relação às folgas do modelo de TTL. Por exemplo, uma média de rugosidade (Ra) do primeiro acabamento de superfície da primeira superfície 120 é menor que a folga de TTL (por exemplo, aproximadamente 25 pm) durante operação do motor 12. Os depósitos de carbono na primeira superfície 120 da porção superior 92 podem estender pelo menos parcialmente através do vão 80 para raspar ou remover depósitos de carbono que podem se formar na segunda superfície 122 da área de contato superior 54 do pistão 24. Conforme pode ser apreciado, um acabamento de superfície pode ser definido por pelo menos um parâmetro de rugosidade de superfície e um parâmetro de ondulação, em que o parâmetro de rugosidade de superfície é uma medida das irregularidades finamente espaçadas da superfície e o parâmetro de ondulação é uma medida das irregularidades de superfície com um espaçamento maior que do parâmetro de rugosidade de superfície ao longo de um comprimento característico. Os parâmetros de rugosidade de superfície discutidos no presente documento são parâmetros de média de rugosidade (Ra). Ra é um parâmetro que corresponde a uma média aritmética de valores absolutos ao longo de um perfil. Os parâmetros de ondulação de superfície discutidos no presente documento são parâmetros de ondulação total {Wt), em que Wt é a soma da maior altura de pico de perfil e da maior profundidade de vale de perfil do perfil. Conforme pode ser apreciado, Wt e Ra podem ser especificados através de um comprimento característico, tal como aproximadamente 0,5, 0,8 ou 1,0 mm. A média de rugosidade Rai da primeira superfície 120 pode ser maior que aproximadamente 1,2, 3, 4, 5, 10, 15 ou 20 pm. Em algumas realizações, Rai da primeira superfície 120 pode ser menor que aproximadamente 25 pm, tal como aproximadamente 20 pm. A Wt da primeira superfície pode ser menor que aproximadamente 0,1, 0,05 ou 0,03 mm. Por exemplo, o primeiro acabamento de superfície pode ter uma média de rugosidade Rai maior que aproximadamente 1 pm, e uma ondulação total Wt menor que aproximadamente 0,1 mm. Pode ser apreciado que um acabamento de superfície “micro” inclui, mas não se limita, a realizações da primeira superfície 120 com Rai menor que 25 pm e a Wt menor que 0,1 mm não aumenta de maneira apreciável o volume de greta do conjunto de pistão 40. Em algumas realizações, o primeiro acabamento de superfície da primeira superfície 120 pode ser formado por um processo que inclui, mas não se limita a, perfuração, fresagem, broqueamento, escareação, alargamento, esmerilamento, brunimento, eletropolimento, polimento ou lapidação ou qualquer combinação dos mesmos.

[022] Em algumas realizações, a folga radial do modelo de TTL do conjunto de pistão 40 pode reduzir a formação de depósitos de carbono na porção superior 92 e na área de contato superior 54. Entretanto, onde o vão 80 pode aumentar devido a uma distorção de orifício durante a operação do motor 12, os depósitos de carbono que se formam na primeira superfície 120 da porção superior 92 podem inibir a formação de depósitos de carbono na segunda superfície 122 da área de contato superior 54. A redução da formação de depósitos de carbono na segunda superfície 122 da área de contato superior 54 pode reduzir o desgaste na parede interna 44, o aumento da longevidade da vedação entre o pistão 24 e o forro do cilindro 42, manter a temperatura da área de contato superior 54 e do forro do cilindro 42 dentro de uma faixa de temperatura operacional desejada (por exemplo, menor que 250 -C) ou qualquer combinação dos mesmos. O aumento da longevidade da vedação e/ou a redução do desgaste do pistão 24 ou do forro do cilindro 42 podem diminuir tempo de inatividade associado com os intervalos de manutenção, permitindo, desse modo, que o motor 12 continue fornecendo potência à carga 28 por muito tempo. A formação de depósito de carbono pode aumentar com o aumento das temperaturas dos componentes (por exemplo, pistão 24, forro do cilindro 42). Consequentemente, a diminuição da formação de depósitos de carbono na segunda superfície 122 da área de contato superior 54 pode aumentar a transferência de calor do pistão 24 para o forro do cilindro 42, diminuindo, desse modo, a temperatura da área de contato superior 54 e diminuindo adicionalmente a probabilidade de formação de depósito de carbono na segunda superfície da área de contato superior 54.

[023] Em algumas realizações, um segundo acabamento de superfície da segunda superfície 122 da área de contato superior 54 é configurado para inibir a formação de depósitos de carbono na área de contato superior 54. A média de rugosidade (Ra2) da segunda superfície 122 da área de contato superior 54 pode ser menor que 2, 1, 0,8, 0,5 ou 0,3 pm. Em algumas realizações, o segundo acabamento de superfície da segunda superfície 122 pode ser formado por um processo que inclui, mas não se limita a, perfuração, fresagem, broqueamento, escareação, alargamento, esmerilamento, brunimento, eletropolimento, polimento ou lapidação ou qualquer combinação dos mesmos. Adicionalmente ou de modo alternativo, um revestimento pode ser aplicado à área de contato superior 54 com uma média de rugosidade maior que 2 μιτι, de modo que Raa da segunda superfície 122 com o revestimento aplicado seja menor que aproximadamente 2, 1,0,8, 0,5 ou 0,3 pm. Os revestimentos podem incluir, mas não se limitam a, cromo, grafite, molibdênio, ferro fundido e silício, dentre outros. Quando o acabamento de superfície da segunda superfície 122 da área de contato superior 54 é mais liso que da primeira superfície 120 da porção superior 92 do forro do cilindro 42 (por exemplo, Ra2< Rai), os depósitos de carbono são mais suscetíveis de ser retidos na primeira superfície 120 da porção superior 92 que na segunda superfície 122 da área de contato superior 54. Isto é, a superfície rugosidade da primeira superfície 120 pode ser uma âncora mecânica melhor que retém os depósitos de carbono e a superfície rugosidade da segunda superfície 122 pode ser uma âncora mecânica ruim para retenção de depósitos de carbono. Em algumas realizações, uma diferença entre o parâmetro de média de rugosidade Rai da primeira superfície 120 e o parâmetro de média de rugosidade Ra2 da segunda superfície 122 pode ser maior que um valor de diferença. O valor de diferença pode ser aproximadamente 0,5, 0,7, 1,2, 3, 4, 5 μιη ou mais. Em algumas realizações, Rai pode ser maior que Ra2 por um fator de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou mais. Uma diferença maior entre Rai e Ra2 pode aumentar a probabilidade de que quaisquer depósitos de carbono formados no conjunto de pistão 40 são formados na primeira superfície 120 da porção superior 92 do forro do cilindro 42.

[024] Abaixo de uma reversão de anel superior 124 do forro do cilindro 42, um terceiro acabamento de superfície da porção de deslocamento 90 da parede interna 44 pode ter uma média de rugosidade (Ra3) menor que aproximadamente 1, 0,8 ou 0,5 pm. Conforme pode ser apreciado, a reversão de anel superior 124 do forro do cilindro 42 é radialmente oposta ao fundo da área de contato superior 54 na posição de ponto morto superior. Consequentemente, a porção superior 92 do forro do cilindro 42 pode ser definida como a porção acima da reversão de anel superior 124 na direção do eixo geométrico 48. A média de rugosidade Ra3 pode ser menor que (por exemplo, mais lisa) a média de rugosidade Ra-i, inibindo, desse modo, a formação de depósitos de carbono na porção de deslocamento 90 da parede interna 44. Em algumas realizações, a média de rugosidade Ra2 da segunda superfície 122 da área de contato superior 54 pode ser aproximadamente igual a ou menor que a média de rugosidade Ra3 da porção de deslocamento 90 da parede interna 44. Por exemplo, a média de rugosidade Ra3 da porção de deslocamento 90 pode ser aproximadamente 0, 10, 25, 50, 100, 200, 300 ou 400 por cento maior que a média de rugosidade Ra2 da segunda superfície 122. O terceiro acabamento de superfície da porção de deslocamento 90 da parede interna 44 pode ser formado por um processo que inclui, mas não se limita a, perfuração, fresagem, broqueamento, escareação, alargamento, esmerilamento, brunimento (por exemplo, plateau honing), eletropolimento, polimento ou lapidação ou qualquer combinação dos mesmos.

[025] A Figura 4 é uma vista em corte transversal parcial do pistão 24 e do forro do cilindro 42 do motor 12, tomada dentro da linha 3-3 da Figura 2. A Figura 4 ilustra o pistão 24 que se move na direção do eixo geométrico 48 em direção à posição de ponto morto superior. Os primeiros depósitos retidos 130 na primeira superfície 120 da porção superior 92 do forro do cilindro 42 se estendem no vão anular 80 entre o pistão 24 e o forro do cilindro 42. À medida que o pistão 24 se move em direção à posição de ponto morto superior, os primeiros depósitos retidos 130 na primeira superfície 120 podem interagir com os segundos depósitos retidos 132 na segunda superfície 122 da área de contato superior 54 do pistão 24. O primeiro acabamento de superfície da primeira superfície 120 ancora os primeiros depósitos retidos 130 à porção superior 92 melhor que o segundo acabamento de superfície da segunda superfície 122 ancora os segundos depósitos retidos 132 à área de contato superior 54 do pistão 24. Consequentemente, os primeiros depósitos retidos 130 na porção superior 92 podem remover mais dos segundos depósitos retidos 132 da área de contato superior 54 que os segundos depósitos retidos 132 podem remover dos primeiros depósitos retidos 130 da porção superior 92. Desse modo, a área de contato superior 54 do pistão 24 é limpa pelos primeiros depósitos retidos 130 na primeira superfície 120, reduzindo, desse modo, atrito entre a segunda superfície 122 da área de contato superior 54 e a porção de deslocamento 90 do forro do cilindro 42. Em algumas realizações, a primeira superfície 120 pode acumular depósitos em uma taxa mais rápida que a segunda superfície 122 com base pelo menos em parte na coleta e retenção de mais lubrificantes (por exemplo, óleo) pelo primeiro acabamento de superfície da primeira superfície 120 que pelo segundo acabamento de superfície da segunda superfície 122. O lubrificante retido pode coquear durante combustão, formando, desse modo, depósitos 130.

[026] Os efeitos técnicos das realizações discutidas no presente documento incluem reduzir o volume de greta e reduzir a formação de depósitos de carbono na câmara de combustão durante a operação do motor. Adicionalmente, ou de modo alternativo, os efeitos técnicos das realizações discutidas no presente documento incluem reduzir a temperatura do pistão, aprimorar a eficiência de combustão, reduzir o consumo de óleo, reduzir o desgaste do forro do cilindro, reduzir a fuga de gás e aumentar a longevidade de anéis de vedação em torno do pistão ou qualquer combinação dos mesmos. O acabamento de superfície mais duro da porção superior do forro do cilindro em relação ao acabamento de superfície da área de contato superior aumenta a probabilidade de formação de depósito na porção superior do forro do cilindro. Adicionalmente, na medida em que os depósitos de carbono podem se formar no forro do cilindro e no pistão, o acabamento de superfície mais duro da porção superior do forro do cilindro em relação ao acabamento de superfície da área de contato superior pode fazer com que os depósitos retidos na porção superior removam os depósitos da área de contato superior do pistão durante o movimento de reciprocação do pistão dentro do forro do cilindro.

[027] Essa descrição escrita utiliza exemplos para revelar a invenção, que inclui o melhor modo e também permite que qualquer pessoa versada na técnica pratique a invenção, que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrem àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não se diferem da linguagem literal das reivindicações ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem das reivindicações.

Reivindicações

Claims

1. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: - um forro do cilindro que tem uma parede interna e que se estende em torno de uma cavidade, em que a parede interna compreende uma primeira extremidade axial, uma segunda extremidade axial, uma porção de deslocamento de pistão e uma porção superior, em que a porção superior está mais próxima da primeira extremidade axial do forro do cilindro que da segunda extremidade axial do forro do cilindro, a porção superior compreende um primeiro acabamento de superfície, o primeiro acabamento de superfície compreende uma primeira rugosidade (Rai) maior que aproximadamente 2 pm e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm, e Rai e Wt têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm; e - um pistão disposto dentro da cavidade e configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro, em que o pistão compreende uma área de contato superior configurada para ser radialmente oposta à porção superior da parede interna do forro do cilindro quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior.

2. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Rai é maior que aproximadamente 5 pm,

3. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Rai é menor que aproximadamente 25 pm.

4. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Wt é menor que aproximadamente 0,05 mm.

5. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um segundo acabamento de superfície da área de contato superior do pistão compreende uma segunda média de rugosidade (Ra2) menor que aproximadamente 2 pm, Ra2 é menor que Rai, e Ra2 tem base no comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm.

6. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de contato superior do pistão compreende um segundo acabamento de superfície, o segundo acabamento de superfície compreende uma segunda média de rugosidade (Ra2), e Rai do primeiro acabamento de superfície da porção superior da parede interna é pelo menos duas vezes maior que Ra2.

7. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de contato superior do pistão compreende um segundo acabamento de superfície, o segundo acabamento de superfície compreende a segunda média de rugosidade (Ra2), e uma diferença entre Rai e Ra2 é maior que aproximadamente 0,5 pm.

8. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção superior compreende um primeiro diâmetro, a porção de deslocamento de pistão compreende um segundo diâmetro e o primeiro diâmetro é igual ao segundo diâmetro.

9. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro do cilindro compreende um primeiro raio na porção superior da parede interna, o pistão compreende um segundo raio na área de contato superior, e uma folga radial entre o primeiro raio e o segundo raio durante a operação do motor de reciprocação é menor que aproximadamente 25 pm.

10. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro do cilindro compreende um primeiro raio na porção superior da parede interna, o pistão compreende um segundo raio na área de contato superior, uma razão de foiga entre o primeiro raio e o segundo raio é menor que aproximadamente 0,5% de um diâmetro de orifício da porção superior da parede interna em temperatura ambiente e o diâmetro de orifício compreende duas vezes o primeiro raio.

11. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro acabamento de superfície é configurado para reter depósitos de carbono na porção superior da parede interna durante a operação do motor de reciprocação e os depósitos de carbono retidos na porção superior são configurados para reduzir depósitos de carbono na área de contato superior sem um anel de antipolimento.

12. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: - um forro do cilindro que tem uma parede interna e que se estende em torno de uma cavidade, em que o forro do cilindro compreende um primeiro raio em uma porção superior da parede interna do forro do cilindro e a porção superior compreende um primeiro acabamento de superfície que tem uma primeira média de rugosidade (Rai) e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm; e - um pistão disposto dentro da cavidade e configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro, em que o pistão compreende: - pelo menos um sulco anular que se estende de modo círcunferencial em torno do pistão; e - uma área de contato superior adjacente a um sulco anular superior do pelo menos um sulco anular, em que a área de contato superior compreende um segundo raio e um segundo acabamento de superfície, uma folga radial entre o primeiro raio e o segundo raio durante a operação do motor de reciprocação é menor que aproximadamente 25 pm, o segundo acabamento de superfície compreende uma segunda média de rugosidade (Ra2) menor que aproximadamente 2 pm, Ra2 é menor que Rai, e Rai, Wt, e Ra2 têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm.

13. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que Rai da porção superior da parede interna é pelo menos duas vezes maior que Ra2 da área de contato superior do pistão.

14. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o forro do cilindro compreende uma porção de deslocamento de pistão abaixo da porção superior, a porção superior da parede interna compreende um primeiro diâmetro, a porção de deslocamento de pistão compreende um segundo diâmetro e o primeiro diâmetro é igual ao segundo diâmetro.

15. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma diferença entre Rai e Ra2 é maior que aproximadamente 0,5 pm.

16. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que Ra2 é menor que aproximadamente 0,5 pm.

17. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: - um forro do cilindro que tem uma parede interna e que se estende em torno de uma cavidade, em que a parede interna compreende uma primeira extremidade axial, uma segunda extremidade axial, uma porção de deslocamento de pistão e uma porção superior, em que o forro do cilindro compreende um primeiro raio na porção superior da parede interna, a porção superior está mais próxima da primeira extremidade axial do forro do cilindro que da segunda extremidade axial do forro do cilindro, a porção superior compreende um primeiro acabamento de superfície e o primeiro acabamento de superfície compreende uma primeira média de rugosidade (Rai) maior que aproximadamente 2 pm e uma ondulação total (Wt) menor que aproximadamente 0,1 mm; e - um pistão disposto dentro da cavidade e configurado para se mover de uma maneira reciprocante dentro do forro do cilindro, em que o pistão compreende uma área de contato superior configurada para estar radialmente oposta à porção superior da parede interna do forro do cilindro quando o pistão está em uma posição de ponto morto superior, o pistão compreende um segundo raio na área de contato superior e a área de contato superior do pistão compreende um segundo acabamento de superfície que tem uma segunda média de rugosidade (Ra2) menor que Rai; - em que uma folga radial entre o primeiro raio e o segundo raio durante a operação do motor de reciprocação é menor que aproximadamente 25 pm, uma diferença entre Rai e Ra2 é maior que aproximadamente 0,5 pm, e Rai, Wt, e Ra2 têm base em um comprimento característico de aproximadamente 0,8 mm.

18. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que Rai é maior que aproximadamente 5 pm.

19. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o forro do cilindro compreende um primeiro raio na porção superior da parede interna, o pistão compreende um segundo raio na área de contato superior, uma razão de folga entre o primeiro raio e o segundo raio é menor que aproximadamente 0,5% de um diâmetro de orifício da porção superior da parede interna em temperatura ambiente e o diâmetro de orifício compreende duas vezes o primeiro raio.

20. MOTOR DE RECIPROCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que Ra2 é menor que aproximadamente 0,8 pm.