BR102018015950A2 - INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE. - Google Patents

INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE. Download PDF

Info

Publication number
BR102018015950A2
BR102018015950A2 BR102018015950-0A BR102018015950A BR102018015950A2 BR 102018015950 A2 BR102018015950 A2 BR 102018015950A2 BR 102018015950 A BR102018015950 A BR 102018015950A BR 102018015950 A2 BR102018015950 A2 BR 102018015950A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
unit
cycle
gas
internal combustion
isochoric
Prior art date
Application number
BR102018015950-0A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Saulo Finco
Marno Iockheck
Vitor Hugo Iockheck
Original Assignee
Saulo Finco
Vitor Hugo Iockheck
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 Saulo Finco, Vitor Hugo Iockheck filed Critical Saulo Finco
Priority to BR102018015950-0A priority Critical patent/BR102018015950A2/en
Priority to PCT/IB2019/056802 priority patent/WO2020026215A1/en
Publication of BR102018015950A2 publication Critical patent/BR102018015950A2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B73/00Combinations of two or more engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/045Controlling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/06Controlling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

motor de combustão interna integrado formado por uma unidade principal de ciclo otto e uma unidade secundária a pistões e processo de controle para o ciclo termodinâmico do motor refere-se a presente invenção a um motor térmico de combustão interna de ciclo otto, integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, formando uma unidade integrada mecanicamente e termodinamicamente, com entrada de energia por combustão interna em um processo isocórico, e rejeito de calor por um processo isotérmico de compressão. trata-se de um conceito de um motor de combustão interna de ciclo otto, integrado, cuja eficiência teórica é de aproximadamente 80%, comparando-se à eficiência teórica de aproximadamente 60% do motor de ciclo otto convencional.integrated internal combustion engine formed by a main otto cycle unit and a secondary piston unit and control process for the thermodynamic cycle of the engine refers to the present invention to an internal combustion engine internal otto cycle, integrated into a unit secondary piston closed circuit, forming a mechanically and thermodynamically integrated unit, with energy input by internal combustion in an isochoric process, and heat rejection by an isothermal compression process. it is a concept of an internal otto cycle internal combustion engine, whose theoretical efficiency is approximately 80%, compared to the theoretical efficiency of approximately 60% of the conventional otto cycle engine.

Description

MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTORINTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF THE OTTO CYCLE AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [001] Refere-se a presente invenção a um motor térmico de combustão interna de ciclo Otto, integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, formando uma unidade integrada mecanicamente e termodinamicamente, com entrada de energia por combustão interna em um processo isocórico, e rejeito de calor por um processo isotérmico de compressão. Trata-se de um conceito de um motor de combustão interna de ciclo Otto, integrado, cuja eficiência teórica é de aproximadamente 80%, comparando-se à eficiência teórica de aproximadamente 60% do motor de ciclo Otto convencional.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION [001] The present invention relates to an internal combustion thermal engine of Otto cycle, integrated with a secondary closed circuit piston unit, forming a mechanically and thermodynamically integrated unit, with energy input by internal combustion in an isochoric process, and heat rejection by an isothermal compression process. It is a concept of an internal Otto cycle internal combustion engine, whose theoretical efficiency is approximately 80%, compared to the theoretical efficiency of approximately 60% of the conventional Otto cycle engine.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] A termodinâmica clássica define três conceitos de sistemas termodinâmicos, o sistema termodinâmico aberto, o sistema termodinâmico fechado e o sistema termodinâmico isolado. Estes três conceitos de sistemas termodinâmicos foram conceituados no século XIX nos primórdios da criação das leis da termodinâmica e fundamentam todos os ciclos motores conhecidos até o presente.BACKGROUND OF THE INVENTION [002] Classical thermodynamics defines three concepts of thermodynamic systems, the open thermodynamic system, the closed thermodynamic system and the isolated thermodynamic system. These three concepts of thermodynamic systems were conceptualized in the 19th century at the beginning of the creation of the laws of thermodynamics and underpin all the motor cycles known to date.

[003] O sistema termodinâmico isolado é definido como um sistema no qual nem matéria, nem energia passa através dele. Portanto, este conceito de sistema termodinâmico não oferece propriedades que permitam o desenvolvimento de motores.[003] The isolated thermodynamic system is defined as a system in which neither matter nor energy passes through it. Therefore, this concept of thermodynamic system does not offer properties that allow the development of engines.

[004] O sistema termodinâmico aberto é definido como um sistema[004] The open thermodynamic system is defined as a system

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 6/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 6/51

2/20 termodinâmico em que energia e matéria podem entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistemas termodinâmicos aberto, os motores de combustão interna de ciclo Otto, de ciclo Atkinson, semelhante ao ciclo Otto, de ciclo Diesel, de ciclo Sabathe, semelhante ao ciclo Diesel, de ciclo Brayton de combustão interna. As matérias que entram nestes sistemas são os combustíveis e oxigênio ou fluido de trabalho ou gás de trabalho. A energia que entra nestes sistemas é o calor. As matérias que saem destes sistemas são a exaustão da combustão ou do fluido de trabalho, gases e resíduos, as energias que saem destes sistemas são a energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado.2/20 thermodynamic in which energy and matter can enter and exit this system. Examples of open thermodynamic systems are the internal combustion engines of the Otto cycle, of the Atkinson cycle, similar to the Otto cycle, of the Diesel cycle, of the Sabathe cycle, similar to the Diesel cycle, of the Brayton cycle of internal combustion. The materials that enter these systems are fuels and oxygen or working fluid or working gas. The energy that enters these systems is heat. The materials that come out of these systems are the combustion or working fluid exhaustion, gases and waste, the energies that come out of these systems are the mechanical work energy and part of the dissipated heat.

[005] O sistema termodinâmico fechado é definido como um sistema termodinâmico em que apenas a energia pode entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistema termodinâmico fechado, motores de combustão externa como o de ciclo Stirling, de ciclo Ericsson, de ciclo Rankine com fluido de trabalho em circuito fechado, de ciclo Brayton de calor ou de combustão externa, de ciclo Carnot teórico. A energia que entra neste sistema é o calor. As energias que saem deste sistema são a energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado, porém não sai matéria destes sistemas, como ocorre no sistema aberto.[005] The closed thermodynamic system is defined as a thermodynamic system in which only energy can enter and exit this system. Examples of closed thermodynamic systems, external combustion engines such as the Stirling cycle, Ericsson cycle, Rankine cycle with closed circuit working fluid, Brayton heat or external combustion cycle, theoretical Carnot cycle. The energy that enters this system is heat. The energies that come out of this system are the mechanical energy of work and part of the dissipated heat, but no matter comes out of these systems, as occurs in the open system.

[006] Em ambos os sistemas, aberto e fechado, toda a massa do gás de trabalho é exposta à energia de entrada, calor ou combustão e toda ela também é exposta ao resfriamento ou arrefecimento, isto é, a massa do gás de trabalho é constante em seus processos e a diferença entre ambos é que no sistema aberto a massa de gás de trabalho atravessa o sistema, e no sistema fechado a massa permanece no sistema.[006] In both open and closed systems, the entire mass of the working gas is exposed to incoming energy, heat or combustion and all of it is also exposed to cooling or cooling, that is, the mass of the working gas is constant in their processes and the difference between them is that in the open system the mass of working gas passes through the system, and in the closed system the mass remains in the system.

O ESTADO ATUAL DA TÉCNICA [007] Os motores conhecidos atualmente são basicamente os motores de ciclo Rankine o mais antigo, ciclo Stirling, ciclo Otto, ciclo Brayton e ciclo Diesel.THE CURRENT STATE OF THE TECHNIQUE [007] The engines currently known are basically the oldest Rankine cycle engines, Stirling cycle, Otto cycle, Brayton cycle and Diesel cycle.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 7/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 7/51

3/203/20

Existem outros, mas são basicamente versões destes. Foram inventados a maioria deles no século XIX e a partir do seu invento vem sendo aprimorados. No século XX surgiram alguns ciclos combinados. Os motores de ciclo combinado conhecidos até o presente foram inventados e projetados unindo-se no mesmo sistema dois conceitos de motores idealizados no século XIX, fundamentados em sistemas termodinâmicos abertos, ou sistemas termodinâmicos fechados, os mais conhecidos são os ciclos combinados de um motor de ciclo Brayton com um motor de ciclo Rankine e o ciclo combinado de um motor de ciclo Diesel com um motor de ciclo Rankine ou Rankine Orgânico e já ocorrem ciclos combinados do ciclo Otto com o Rankine Orgânico.There are others, but they are basically versions of these. Most of them were invented in the 19th century and since their invention they have been improved. In the 20th century, some combined cycles emerged. The combined cycle engines known to date have been invented and designed by joining two engine concepts idealized in the 19th century, based on open thermodynamic systems, or closed thermodynamic systems, the best known being the combined cycles of an engine. Brayton cycle with a Rankine cycle engine and the combined cycle of a Diesel cycle engine with a Rankine or Organic Rankine cycle engine and combined Otto cycle and Organic Rankine cycles already occur.

[008] O conceito básico de um ciclo combinado é um sistema composto por um motor operante por meio de uma fonte de temperatura alta, de forma que o rejeito de calor deste motor é a energia que move um segundo motor que requeira uma temperatura mais baixa de operação, ambos formando um sistema combinado de conversão de energia térmica em energia mecânica para um mesmo fim comum ou não.[008] The basic concept of a combined cycle is a system composed of an engine operating by means of a high temperature source, so that the heat rejection of this engine is the energy that drives a second engine that requires a lower temperature of operation, both forming a combined system of converting thermal energy into mechanical energy for the same common purpose or not.

[009] O estado atual da técnica revela ciclos combinados formado por um motor principal de ciclo Brayton que funciona com uma fonte principal com temperatura superior a 1000 oC e com gases de exaustão na faixa entre 600 oC e 700 oC e estes gases por sua vez são canalizados para alimentar outro motor de ciclo Rankine ou “Rankine orgânico” (ORC). O ciclo Rankine convencional tem como fluido de trabalho a água, o ciclo Rankine orgânico utiliza fluidos orgânicos, estes são mais adequados para projetos em temperaturas menores que os projetos com o ciclo Rankine convencional, portanto normalmente são utilizados em alguns dos ciclos combinados.[009] The current state of the art reveals combined cycles formed by a main Brayton cycle engine that works with a main source with a temperature above 1000 o C and with exhaust gases in the range between 600 o C and 700 o C and these gases in turn, they are channeled to power another Rankine cycle engine or “Organic Rankine” (ORC). The conventional Rankine cycle has water as its working fluid, the organic Rankine cycle uses organic fluids, these are more suitable for projects at lower temperatures than projects with the conventional Rankine cycle, so they are normally used in some of the combined cycles.

[010] Algumas das principais desvantagens dos ciclos combinados atuais, considerando a segunda máquina um motor de ciclo Rankine ou Rankine orgânico são a troca do estado físico do fluido de trabalho, isto é, há uma fase[010] Some of the main disadvantages of current combined cycles, considering the second machine as an organic Rankine or Rankine cycle engine are the change of the physical state of the working fluid, that is, there is a phase

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 8/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 8/51

4/20 líquida exigida pelos processos do ciclo termodinâmico que deve ser controlada, e a energia do aquecimento da fase líquida e da fase latente de troca de estado não podem ser convertidas em energia útil de trabalho, são perdas impostas pelo conceito Rankine. Este sistema exige itens do motor que implicam em mais processos, mais peso, mais controle e mais perdas, são necessários reservatórios do líquido, reservatório para geração de vapor, trocador do tipo resfriador para condensação, reservatório para condensação, bomba para vazão do fluido no estado líquido, válvulas de controle dos processos de estado líquido e gasoso, múltiplos estágios e recuperadores para melhorar a eficiência. Este conjunto de particularidades implicam em peso adicional, volume adicional, perdas térmicas adicionais, redução da eficiência global e por consequência, índices de poluição maiores, custos de implementação maiores e menores índices de sustentabilidade nestes projetos.4/20 liquid demanded by the thermodynamic cycle processes that must be controlled, and the heating energy of the liquid phase and the latent state change phase cannot be converted into useful working energy, are losses imposed by the Rankine concept. This system requires engine items that imply more processes, more weight, more control and more losses, liquid reservoirs, reservoir for steam generation, cooler type condensation exchanger, condensation reservoir, pump for fluid flow in the liquid state, liquid and gaseous process control valves, multiple stages and recuperators to improve efficiency. This set of features implies additional weight, additional volume, additional thermal losses, reduced overall efficiency and, consequently, higher pollution rates, higher implementation costs and lower sustainability rates in these projects.

[011] Não são conhecidos até o presente um motor integrado com um ciclo resultante único.[011] An integrated motor with a single resulting cycle is not known to date.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [012] Os grandes problemas do estado da técnica, especificamente quanto aos ciclos conhecidos, sistemas de cogeração e ciclos combinados, se encontram na eficiência limitada. A tecnologia mais próxima à deste invento, o ciclo combinado de uma turbina Brayton com uma máquina Rankine ou um motor de ciclo Diesel também com uma máquina Rankine ou ainda um motor de ciclo Otto com uma máquina Rankine Orgânica, impõem muitas perdas com condensação, troca do estado físico do fluido de trabalho, bombeamento do líquido para o tanque de vapor, nova troca de estado físico, calor latente, estas propriedades exigem energia que não se converterá em energia mecânica.OBJECTIVES OF THE INVENTION [012] The major problems of the prior art, specifically with respect to known cycles, cogeneration systems and combined cycles, are to be found in limited efficiency. The technology closest to this invention, the combined cycle of a Brayton turbine with a Rankine machine or a Diesel cycle engine also with a Rankine machine or even an Otto cycle engine with an Organic Rankine machine, impose many losses with condensation, exchange from the physical state of the working fluid, pumping the liquid to the steam tank, a new physical state change, latent heat, these properties require energy that will not be converted into mechanical energy.

[013] O objetivo da invenção se concentra em eliminar alguns dos problemas existentes, minimizar outros problemas e oferecer novas possibilidades, para alcançar estes objetivos, objetivos de melhorar a eficiência, um novo conceito[013] The objective of the invention focuses on eliminating some of the existing problems, minimizing other problems and offering new possibilities, to achieve these objectives, objectives of improving efficiency, a new concept

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 9/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 9/51

5/20 de motores térmicos passou a mostrar vantagens substanciais. Um novo conceito, um passo que evoluiu do ciclo combinado para o ciclo integrado, isto é, não teremos mais um ciclo de uma unidade cujo rejeito de calor deste passa a alimentar outra unidade independente, agora temos um ciclo plenamente integrado a outro onde o processo de transferência de energia passa a ser conceituado como regeneração que interliga duas unidades formando uma nova unidade integrada mecanicamente e termodinamicamente de forma a termos um ciclo resultante único.5/20 thermal engines started to show substantial advantages. A new concept, a step that has evolved from the combined cycle to the integrated cycle, that is, we will no longer have a cycle of a unit whose heat rejects from it starts to feed another independent unit, now we have a cycle fully integrated with another where the process of energy transfer starts to be conceptualized as regeneration that interconnects two units forming a new unit integrated mechanically and thermodynamically in order to have a single resulting cycle.

[014] Este novo conceito apresenta comprovadamente melhor eficiência teórica que qualquer outro ciclo conhecido, seja ele independente, como o Otto, Diesel, Stirling, Brayton e Rankine, como também qualquer outro ciclo combinado conhecido, como o Diesel com o Rankine, Brayton com o Rankine, Otto com Rankine ou Rankine orgânico. As demonstrações destas vantagens se encontram nas equações apresentadas no texto desta patente.[014] This new concept has proven to have better theoretical efficiency than any other known cycle, be it independent, such as Otto, Diesel, Stirling, Brayton and Rankine, as well as any other known combined cycle, such as Diesel with Rankine, Brayton with Rankine, Otto with Rankine or Organic Rankine. The demonstrations of these advantages are found in the equations presented in the text of this patent.

[015] Portanto o objetivo é apresentar um conceito de uma nova tecnologia de motor térmico que ofereça mais eficiência na conversão da energia térmica para força mecânica e geração de energia comparando-se às tecnologias convencionais a partir de fontes térmicas.[015] Therefore, the objective is to present a concept of a new thermal engine technology that offers more efficiency in the conversion of thermal energy to mechanical strength and energy generation compared to conventional technologies from thermal sources.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [016] Os motores de ciclos integrados, diferente dos combinados, são caracterizados por constituírem um único motor formado por duas unidades e com um único ciclo termodinâmico resultante.DESCRIPTION OF THE INVENTION [016] The integrated cycle motors, different from the combined ones, are characterized by constituting a single motor formed by two units and with a single resulting thermodynamic cycle.

[017] O conceito presente considera uma unidade de combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, formando uma unidade integrada mecanicamente, cujo processo entre as unidades seja de regeneração total da energia e com entrada de energia por combustão interna em um processo isocórico na unidade principal de ciclo[017] The present concept considers an internal combustion unit of Otto cycle integrated to a secondary unit of closed circuit with pistons, forming a mechanically integrated unit, whose process between the units is of total energy regeneration and with energy input by combustion internal in an isochoric process in the main cycle unit

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 10/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 10/51

6/206/20

Otto, e o rejeito de calor ocorre somente na unidade secundária por pistões por um processo isotérmico de compressão.Otto, and the heat rejection occurs only in the secondary unit by pistons by an isothermal compression process.

[018] A presente invenção trás evoluções importantes para a conversão de energia térmica em mecânica pelo conceito da integração mecânica e termodinâmica formando um novo ciclo resultante. A figura 3 mostra o detalhe da regeneração total entre a unidade principal com a unidade secundária sendo que toda a energia de entrada da fonte entra na unidade principal e todo o calor descartado, é descartado teoricamente e integralmente pela unidade secundária. A figura 9 mostra como a unidade principal é conectada na unidade secundária por um processo regenerativo e a figura 11 mostra o ciclo termodinâmico resultante desta integração. A figura 17 mostra um modelo construtivo completo do motor plenamente integrado. Algumas das principais vantagens do invento deste motor de combustão interna integrado, que podem ser constatadas são a inexistência de elementos de troca de fase física do fluido de trabalho e suas perdas associadas, a inexistência de elementos de condensação e de vaporização, portanto a inexistência também de perdas associadas ao calor latente do fluido de trabalho, a inexistência de circuitos, bombas, elementos de controle destinados aos processos de troca de fase física do fluido e suas perdas associadas, itens estes presentes nos ciclos combinados do atual estado da técnica. Portanto, a inovação apresentada com este invento é expressiva.[018] The present invention brings important developments for the conversion of thermal energy into mechanics through the concept of mechanical and thermodynamic integration forming a new resulting cycle. Figure 3 shows the detail of the total regeneration between the main unit and the secondary unit, with all the input energy from the source entering the main unit and all the heat discharged, it is theoretically and entirely discharged by the secondary unit. Figure 9 shows how the main unit is connected to the secondary unit by a regenerative process and Figure 11 shows the thermodynamic cycle resulting from this integration. Figure 17 shows a complete construction model of the fully integrated engine. Some of the main advantages of the invention of this integrated internal combustion engine, which can be seen are the absence of elements for changing the physical phase of the working fluid and its associated losses, the absence of condensation and vaporization elements, therefore the absence of losses associated with the latent heat of the working fluid, the absence of circuits, pumps, control elements intended for the processes of changing the physical phase of the fluid and its associated losses, items present in the combined cycles of the current state of the art. Therefore, the innovation presented with this invention is significant.

[019] O motor térmico de combustão interna com uma unidade principal de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, pode ser construído com materiais e técnicas semelhantes aos motores de ciclos combinados convencionais e com técnicas amplamente conhecidas, oferecendo viabilidades para seu desenvolvimento, construção e aplicação prática.[019] The internal combustion thermal engine with an Otto cycle main unit integrated with a piston closed circuit secondary unit, can be built with materials and techniques similar to conventional combined cycle engines and with widely known techniques, offering viability for its development, construction and practical application.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 11/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 11/51

7/207/20

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [020] As figuras anexas demonstram as principais características e propriedades do novo conceito de um motor térmico de combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de gás a circuito fechado a pistões, formando uma unidade integrada mecanicamente e termodinamicamente com um ciclo termodinâmico resultante de cinco processos principais e outros dois, um de exaustão e um de aspiração, um processo isocórico de entrada de energia, um processo adiabático de expansão, um processo isocórico regenerativo, um processo isotérmico de compressão e rejeito de calor e um processo isocórico regenerativo, sendo representadas conforme segue abaixo:DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [020] The attached figures demonstrate the main characteristics and properties of the new concept of an internal combustion engine with an Otto cycle integrated into a secondary piston closed gas unit, forming a mechanically and thermodynamically integrated unit with a thermodynamic cycle resulting from five main processes and two others, one of exhaustion and one of aspiration, an isochoric energy input process, an adiabatic expansion process, an isochoretic regenerative process, an isothermal process of compression and heat rejection and a process regenerative isochoric, represented as follows:

A figura 1 mostra o ciclo termodinâmico da unidade principal de combustão interna de ciclo Otto;Figure 1 shows the thermodynamic cycle of the main Otto cycle internal combustion unit;

A figura 2 mostra o detalhe da linha isotérmica 15 entre os pontos (1) e (3) do ciclo termodinâmico da unidade principal a qual é necessária para gerar a regeneração que permite a formação do ciclo termodinâmico de cinco processos;Figure 2 shows the detail of the isothermal line 15 between points (1) and (3) of the thermodynamic cycle of the main unit, which is necessary to generate the regeneration that allows the formation of the thermodynamic cycle of five processes;

A figura 3 mostra o fluxo de energia 22 da regeneração do processo isocórico da unidade principal de ciclo Otto para o processo isocórico da unidade secundária a pistões;Figure 3 shows the energy flow 22 from the regeneration of the isochoric process of the main Otto cycle unit to the isochoric process of the piston secondary unit;

A figura 4 mostra na área hachurrada o trabalho acrescido ao ciclo do motor principal de ciclo Otto pelo motor secundário a pistões;Figure 4 shows in the crosshatched area the work added to the main Otto cycle engine cycle by the piston secondary engine;

As figuras 5 e 6 mostram como as unidades mecânicas e o ciclo termodinâmico começam a ser integrados;Figures 5 and 6 show how the mechanical units and the thermodynamic cycle begin to be integrated;

As figuras 7 e 8 mostram como o ciclo termodinâmico da unidade secundária a pistões se encaixa no ciclo termodinâmico da unidade principal deFigures 7 and 8 show how the piston secondary unit's thermodynamic cycle fits into the main unit's thermodynamic cycle.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 12/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 12/51

8/20 ciclo Otto para formar o motor integrado;8/20 Otto cycle to form the integrated motor;

A figura 9 mostra o diagrama completo do motor integrado composto por uma unidade principal de combustão interna de ciclo Otto e uma unidade secundária a pistões interligados por um regenerador;Figure 9 shows the complete diagram of the integrated engine consisting of a main internal combustion unit with an Otto cycle and a secondary unit with pistons connected by a regenerator;

A figura 10 mostra de forma mais clara a integração do ciclo termodinâmico da unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com um trabalho líquido mostrado pela região 63 do gráfico, integrada ao trabalho líquido mostrado pela região 64 da unidade secundária a pistões formando um novo ciclo resultante mostrado na figura 11 com um trabalho líquido mostrado pela região 67 do gráfico;Figure 10 shows more clearly the integration of the thermodynamic cycle of the main internal combustion unit of the Otto cycle with a net work shown by region 63 of the graph, integrated with the net work shown by region 64 of the piston secondary unit forming a new cycle. result shown in figure 11 with a net work shown by region 67 of the graph;

A figura 11 mostra o ciclo termodinâmico resultante do motor integrado formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões;Figure 11 shows the thermodynamic cycle resulting from the integrated engine formed by the main internal combustion unit of the Otto cycle with the secondary piston unit;

A figura 12 mostra o diagrama do motor integrado formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões com o detalhe do fluxo de energia e gás do processo isocórico da unidade a pistões indicando a atuação da válvula (V1) no processo isocórico de aquecimento por regeneração;Figure 12 shows the diagram of the integrated engine formed by the main internal combustion unit of the Otto cycle with the secondary piston unit with the detail of the energy and gas flow of the isochorical process of the piston unit indicating the performance of the valve (V1) in the isochorical heating process by regeneration;

A figura 13 mostra o diagrama do motor integrado formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões com o detalhe do fluxo de energia e gás do processo adiabático de expansão da unidade a pistões indicando que o gás de trabalho permanece confinado adiabaticamente pelos bloqueios das válvulas (V1), (V2) e (V3) no processo adiabático de expansão e trabalho;Figure 13 shows the diagram of the integrated engine formed by the main internal combustion unit of Otto cycle with the secondary piston unit with the detail of the energy and gas flow of the adiabatic expansion process of the piston unit indicating that the working gas remains adiabatically confined by the valve blocks (V1), (V2) and (V3) in the adiabatic expansion and work process;

A figura 14 mostra o diagrama do motor integrado formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões, com o detalhe do fluxo de energia e gás do processo isotérmico deFigure 14 shows the diagram of the integrated engine formed by the main internal combustion unit of the Otto cycle with the secondary piston unit, with the detail of the energy and gas flow of the isothermal process.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 13/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 13/51

9/20 compressão da unidade a pistões indicando a atuação da válvula (V2), (V3) e do turbocompressor 47 no processo isotérmico de compressão e rejeito de calor;9/20 compression of the piston unit indicating the performance of the valve (V2), (V3) and the turbocharger 47 in the isothermal process of compression and heat rejection;

A figura 15 mostra o diagrama do motor integrado, formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões, novamente no estado inicial do seu respectivo ciclo de entrada da energia regenerada;Figure 15 shows the diagram of the integrated engine, formed by the main internal combustion unit of the Otto cycle with the secondary piston unit, again in the initial state of its respective regenerated energy input cycle;

A figura 16 mostra o diagrama do motor integrado formado pela unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com a unidade secundária a pistões com o detalhe do acoplamento das forças mecânicas de ambas as unidades por meio de um único eixo ou virabrequim comum 113;Figure 16 shows the diagram of the integrated engine formed by the main internal combustion unit of the Otto cycle with the secondary piston unit with the detail of the coupling of the mechanical forces of both units by means of a single shaft or common crankshaft 113;

A figura 17 mostra um desenho de um modelo construtivo de um motor integrado, constituído por uma unidade principal de combustão interna de ciclo Otto com uma unidade secundária a pistões;Figure 17 shows a drawing of a constructive model of an integrated engine, consisting of a main internal combustion unit with an Otto cycle with a secondary unit with pistons;

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO [021] O entendimento do conceito do motor de combustão interna integrado, formado por uma unidade principal de combustão interna de ciclo Otto e uma unidade secundária por pistões, exige a análise inicialmente do ciclo da unidade principal mostrado na figura 1. Para configurar um motor integrado com um ciclo termodinâmico resultante de cinco processos é necessário que a unidade principal de ciclo Otto seja configurada ou projetada com parâmetros tal que a temperatura (T4) seja igual à temperatura fria (Tf) e a temperatura (T1) seja igual à temperatura final do processo de expansão adiabático (2-3) (T3), de forma a termos uma linha isotérmica entre a temperatura (T3) e (T1) mostrada por 15 na figura 2. Esta exigência fica bem evidente uma vez que desejamos regenerar teoricamente toda a energia indicada por 14 do processo isocórico (3-4), figura 2, para a unidade secundária a pistões, recuperando estaDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [021] Understanding the concept of the integrated internal combustion engine, formed by a main internal combustion unit with an Otto cycle and a secondary piston unit, requires the initial analysis of the cycle of the main unit shown in figure 1. To configure an integrated motor with a thermodynamic cycle resulting from five processes, it is necessary that the Otto cycle main unit be configured or designed with parameters such that the temperature (T4) is equal to the cold temperature (Tf) and the temperature (T1) is equal to the final temperature of the adiabatic expansion process (2-3) (T3), so that we have an isothermal line between the temperature (T3) and (T1) shown by 15 in figure 2. This requirement is very evident since we wish to theoretically regenerate all the energy indicated by 14 of the isochoric process (3-4), figure 2, for the piston secondary unit, recovering this

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 14/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 14/51

10/20 energia no processo isocórico (5-1) de aquecimento desta unidade secundária a pistões mostrado na figura 3. Então conforme mostrado na figura 3, teremos a energia 22 teoricamente totalmente regenerada da unidade principal de ciclo Otto para a unidade secundária a pistões onde a temperatura (T5) do processo isocórico da unidade secundária a pistões é igual a temperatura (Tf) do segmento de menor temperatura do regenerador e a temperatura (T1) do processo isocórico da unidade secundária a pistões é igual a temperatura (T3) do segmento de maior temperatura do regenerador.10/20 energy in the isochoric process (5-1) of heating of this piston secondary unit shown in figure 3. So as shown in figure 3, we will have the energy 22 theoretically fully regenerated from the main Otto cycle unit to the secondary piston unit where the temperature (T5) of the isochoric process of the piston secondary unit is equal to the temperature (Tf) of the lowest temperature segment of the regenerator and the temperature (T1) of the isochoric process of the piston secondary unit is equal to the temperature (T3) of the highest temperature segment of the regenerator.

[022] A figura 4 mostra o resultado da integração do ciclo da unidade principal de ciclo Otto com o ciclo da unidade secundária por pistões e dois ciclos distintos, um de quatro processos termodinâmicos e outro de três processos termodinâmicos passam a ter uma configuração e um comportamento de um único ciclo de cinco processos, um isocórico de aquecimento (1-2) de entrada de energia por combustão, um adiabático de expansão (2-3), um isocórico regenerativo (3-4), um isotérmico de compressão e rejeito de calor (4-5) e um isocórico regenerativo (5-1).[022] Figure 4 shows the result of the integration of the cycle of the main unit of cycle Otto with the cycle of the secondary unit by pistons and two distinct cycles, one of four thermodynamic processes and the other of three thermodynamic processes are replaced by a configuration and a behavior of a single cycle of five processes, an isochoric heating (1-2) of combustion energy input, an expansion adiabatic (2-3), a regenerative isochoric (3-4), a compression and tailing isotherm heat (4-5) and a regenerative isochoric (5-1).

[023] As figuras 5 e 6 mostram respectivamente o ciclo termodinâmico e o modelo mecânico da unidade principal de ciclo Otto. A energia por combustão interna 31 executa o processo isocórico (1-2) e a combustão ocorre no interior da câmara de combustão 34. Na sequência conforme o fluxo de energia, ocorre o processo de expansão adiabático pelo movimento do pistão 36 no interior do cilindro 35, este pistão por meio de uma biela atua girando o eixo ou virabrequim 37. Na sequência ocorre o processo isocórico (3-4), quando o gás 32 escoa para fora do cilindro seguindo para o regenerador. Na sequência ocorre o processo adiabático de compressão (4-1) logo após o gás 33 ser aspirado pelo processo (a-4) do ambiente e comprimido pelo pistão 36 para a câmara de combustão 34.[023] Figures 5 and 6 show the thermodynamic cycle and the mechanical model of the main Otto cycle unit, respectively. The internal combustion energy 31 performs the isochoric process (1-2) and the combustion takes place inside the combustion chamber 34. Following the flow of energy, the adiabatic expansion process occurs through the movement of the piston 36 inside the cylinder 35, this piston by means of a connecting rod acts by rotating the shaft or crankshaft 37. Next, the isochoric process (3-4) occurs, when the gas 32 flows out of the cylinder and proceeds to the regenerator. Next, the adiabatic compression process (4-1) occurs shortly after the gas 33 is aspirated by the process (a-4) from the environment and compressed by piston 36 to the combustion chamber 34.

[024] As figuras 7 e 8 mostram respectivamente o ciclo termodinâmico e o modelo mecânico da unidade secundária por pistões com gás em circuito[024] Figures 7 and 8 show the thermodynamic cycle and the mechanical model of the secondary unit respectively by pistons with circuit gas.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 15/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 15/51

11/20 fechado. A energia indicada por 41 do regenerador 43 promove o processo isocórico de aquecimento (5-1) com o movimento a volume constante dos pistões dos cilindros 45 e 46. Na sequência ocorre o processo adiabático de expansão (1-4) com a expansão do gás movimentando o pistão do cilindro 46 gerando força mecânica nos elementos de força motriz 412. Na sequência ocorre o processo isotérmico de compressão e rejeito de calor (4-5) com o gás sendo comprimido pelo pistão do cilindro 46 forçando o gás a passar pelo trocador isotérmico 44 de resfriamento, movendo o pistão do cilindro 45 e este processo ocorre com o auxílio do turbocompressor 47 movido eletricamente pelo motor elétrico 48.11/20 closed. The energy indicated by 41 of the regenerator 43 promotes the isochoric heating process (5-1) with the constant volume movement of the pistons of cylinders 45 and 46. Next, the adiabatic expansion process (1-4) occurs with the expansion of the gas moving the piston of the cylinder 46, generating mechanical force in the driving force elements 412. Following is the isothermal process of compression and heat rejection (4-5) with the gas being compressed by the piston of the cylinder 46, forcing the gas to pass through the isothermal heat exchanger 44, moving the piston of the cylinder 45 and this process occurs with the aid of the turbocharger 47 moved electrically by the electric motor 48.

[025] A figura 9 mostra o motor de combustão interna integrado, formado por uma unidade principal de ciclo Otto (53) alimentado por combustão interna com outra unidade secundária com gás em circuito fechado (54) alimentado por um processo regenerativo, sendo que a unidade principal de ciclo Otto é alimentada por combustão interna (31) contendo uma câmara de combustão (34) a qual expande o gás da combustão em processo isocórico por explosão da mistura do combustível com ar, disparado por meio de uma centelha da vela 310, e na sequência um processo adiabático de expansão atuando sobre o pistão (36) no interior do cilindro (35) acionando por meio de uma biela o eixo (37) que por sua vez produz trabalho útil, e parte da energia cinética do eixo atua no pistão (36) fazendo um processo isocórico com exaustão do gás ainda quente através da válvula (39), alimentando, transferindo a energia ao regenerador que é um trocador de calor isocórico (43), e o trocador de calor isocórico (43), responsável pela regeneração, alimenta a unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado (54), por meio de um processo isocórico, atuando no cilindro de deslocamento de gás (45) o qual é auxiliar dos processos isocórico e isotérmico, e no cilindro de força mecânica (46), responsável pelo trabalho útil, que através de um sensor de posição angular dinâmico chamado de encoder (55) fixado no eixo dos elementos de força mecânica (412) e uma unidade de controle eletrônico ou mecânico (56), atua[025] Figure 9 shows the integrated internal combustion engine, formed by an Otto cycle main unit (53) powered by internal combustion with another secondary unit with closed circuit gas (54) powered by a regenerative process, the main Otto cycle unit is powered by internal combustion (31) containing a combustion chamber (34) which expands the combustion gas in an isochorical process by blasting the mixture of fuel with air, fired by a spark from the spark plug 310, and in the sequence an adiabatic expansion process acting on the piston (36) inside the cylinder (35) activating the shaft (37) by means of a connecting rod, which in turn produces useful work, and part of the axis kinetic energy acts in the piston (36) making an isochorical process with exhaust of the still hot gas through the valve (39), feeding, transferring the energy to the regenerator that is an isochoric heat exchanger (43), and the heat exchanger r isochoric (43), responsible for regeneration, feeds the secondary unit with pistons with closed circuit gas (54), through an isochoric process, acting on the gas displacement cylinder (45) which is an aid to the isochoric and isothermal, and in the mechanical force cylinder (46), responsible for useful work, which through a dynamic angular position sensor called an encoder (55) fixed on the axis of the mechanical force elements (412) and an electronic control unit or mechanical (56), acts

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 16/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 16/51

12/20 nas válvulas ou conjunto de válvulas V1 (49), V2 (410) e V3 (411) e controlam os processos termodinâmicos da unidade secundária a pistões (54), e de forma que o processo isotérmico da unidade secundária a pistões ocorre pelo rejeito de calor em um trocador isotérmico (44) com o auxílio de um turbocompressor elétrico ou circulador de gás, formado por um rotor (47) e um motor elétrico (48), e o resultado do processo é a força mecânica no eixo que interliga os elementos de força 412, caracterizando o motor integrado por uma unidade principal de ciclo Otto (53) alimentado por combustão interna com uma unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado (54) alimentado por um processo regenerativo.12/20 on the valves or set of valves V1 (49), V2 (410) and V3 (411) and control the thermodynamic processes of the piston secondary unit (54), so that the isothermal process of the piston secondary unit occurs by the heat rejection in an isothermal exchanger (44) with the aid of an electric turbocharger or gas circulator, formed by a rotor (47) and an electric motor (48), and the result of the process is the mechanical force on the shaft that interconnects the power elements 412, featuring the engine integrated by an Otto cycle main unit (53) powered by internal combustion with a secondary unit with closed circuit gas pistons (54) powered by a regenerative process.

[026] As figuras 10 e 11 mostram graficamente todos os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor de combustão interna integrado com seu modelo mecânico mostrado na figura 9, formado por uma unidade principal de combustão interna de ciclo Otto 53 e uma unidade secundária por pistões com gás em circuito fechado 54. O motor possui um ciclo termodinâmico, cujos fenômenos são gerados a partir de uma fonte térmica a combustão 61, a qual produz a expansão do gás da mistura combustível e ar na câmara de combustão 34 da unidade principal de ciclo Otto de combustão interna 53, e que gera o processo de entrada de energia do ciclo termodinâmico com um aquecimento isocórico (1-2), onde o gás aumenta a temperatura de (T1) para (Tq) e a pressão de (P1) para (Ph), após o processo de aquecimento isocórico (1-2), ocorre o processo de expansão adiabático (2-3), com a expansão do gás no interior do cilindro 35 pelo movimento do pistão 36, onde o gás reduz a temperatura de (Tq) para (T3) e reduz a pressão de (Ph) para (P3), após o processo de expansão adiabático (2-3), ocorre o processo regenerativo isocórico (3-4), com a transferência de energia com volume constante (Vb) da unidade principal de ciclo Otto 53 para o trocador de calor, regenerador isocórico 43, liberando o gás resultante da combustão 51 ao ambiente na temperatura fria (Tf), após o processo isocórico regenerativo (3-4) ocorre na unidade principal de ciclo Otto 53 o processo de exaustão e aspiração (4-a) e[026] Figures 10 and 11 show graphically all the processes that form the thermodynamic cycle of the internal combustion engine integrated with its mechanical model shown in figure 9, formed by a main internal combustion unit of Otto cycle 53 and a secondary unit by pistons with closed circuit gas 54. The engine has a thermodynamic cycle, the phenomena of which are generated from a combustion thermal source 61, which produces the expansion of the gas in the fuel and air mixture in the combustion chamber 34 of the main Otto cycle of internal combustion 53, which generates the energy input process of the thermodynamic cycle with isochoric heating (1-2), where the gas increases the temperature from (T1) to (Tq) and the pressure from (P1) for (Ph), after the isochoric heating process (1-2), the adiabatic expansion process (2-3) occurs, with the expansion of the gas inside the cylinder 35 by the movement of the piston 36, where the gas reduces the temperature ura from (Tq) to (T3) and reduces the pressure from (Ph) to (P3), after the adiabatic expansion process (2-3), the isochoric regenerative process (3-4) occurs, with the transfer of energy with constant volume (Vb) of the main cycle unit Otto 53 for the heat exchanger, isochoric regenerator 43, releasing the gas resulting from combustion 51 to the environment at cold temperature (Tf), after the regenerative isochoric process (3-4) in the main cycle unit Otto 53 the exhaust and suction process (4-a) and

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 17/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 17/51

13/20 (a-4) respectivamente e sequencialmente, após o processo de exaustão e aspiração ocorre o processo de compressão adiabático (4-1) no interior do cilindro 35, pelo movimento de compressão do pistão 36 onde o gás aumenta a temperatura de (Tf) para (T1) e pressão de (PL) para (P1), finalizando os processos na unidade principal de combustão interna de ciclo Otto 53 e estes processos (1-2), (2-3), (3-4), (4-a, a-4) e (4-1) ocorrem em uma ordem de acordo com o fluxo de energia e sequencialmente no domínio do tempo, e a partir do processo isocórico regenerativo (3-4) da unidade principal de ciclo Otto 53, com o fluxo de gás quente 32 transferindo sua energia ao regenerador 43, ocorre simultaneamente a este o processo isocórico de aquecimento (5-1) da unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado 54, onde o gás em volume constante (Va) com o movimento simultâneo dos pistões dos cilindros 45 e 46, passando o gás pelo regenerador 43 onde o gás aumenta a sua temperatura de (Tf) para (T1) e aumenta a pressão de (P5) para (P1), após o processo de aquecimento isocórico (5-1) ocorre o processo de expansão adiabático (1-4) no cilindro de força mecânica 46, onde o pistão deste se move a partir do volume (Va) para o volume (Vb) com a expansão do gás produzindo força mecânica nos elementos de força motriz 412, e neste processo o gás reduz a temperatura de (T1) para (Tf) e reduz a pressão de (P1) para (PL), após o processo de expansão adiabático (1 -4), ocorre por meio da energia cinética armazenada nos eixos e elementos de força motriz 412, o processo de compressão e rejeito de calor 62 isotérmico (4-5), finalizando os processos na unidade secundária a pistões 54 com gás em circuito fechado, e estes três processos (5-1), (1-4), e (4-5) ocorrem em uma ordem sequencial no domínio do tempo finalizando os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor de combustão interna, integrado por uma unidade principal de ciclo Otto de combustão interna e uma unidade secundária com pistões com gás em circuito fechado, de forma a caracterizar uma nova máquina complexa com duas unidades integradas que no conjunto opera mediante um ciclo 611 formado essencialmente por cinco processos termodinâmicos, por um processo de13/20 (a-4) respectively and sequentially, after the process of exhaustion and aspiration, the adiabatic compression process (4-1) takes place inside the cylinder 35, by means of the piston compression movement 36 where the gas increases the temperature of (Tf) to (T1) and pressure from (PL) to (P1), ending the processes in the main internal combustion unit of Otto cycle 53 and these processes (1-2), (2-3), (3-4 ), (4-a, a-4) and (4-1) occur in an order according to the energy flow and sequentially in the time domain, and from the regenerative isochoric process (3-4) of the main unit cycle cycle Otto 53, with the hot gas flow 32 transferring its energy to the regenerator 43, the isochoric heating process (5-1) of the secondary unit with pistons with closed circuit gas 54 occurs simultaneously, where the gas in volume constant (Va) with the simultaneous movement of the pistons of cylinders 45 and 46, passing the gas through the regenerator 43 where the gas increases the su the temperature from (Tf) to (T1) and the pressure from (P5) to (P1) increases, after the isochoric heating process (5-1) the adiabatic expansion process (1-4) occurs in the mechanical force cylinder 46, where the piston moves from the volume (Va) to the volume (Vb) with the expansion of the gas producing mechanical force in the driving force elements 412, and in this process the gas reduces the temperature from (T1) to ( Tf) and reduces the pressure from (P1) to (PL), after the adiabatic expansion process (1 -4), it occurs through the kinetic energy stored in the axes and driving forces elements 412, the compression and rejection process of heat 62 isothermal (4-5), ending the processes in the secondary unit with pistons 54 with closed circuit gas, and these three processes (5-1), (1-4), and (4-5) occur in an order sequential in the time domain finishing the processes that form the thermodynamic cycle of the internal combustion engine, integrated by a main unit of cycle Otto of internal combustion and a secondary unit with pistons with gas in closed circuit, in order to characterize a new complex machine with two integrated units that together operates through a 611 cycle formed essentially by five thermodynamic processes, by a process of

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 18/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 18/51

14/20 entrada de energia isocórico (1-2) por combustão interna 65, um processo de expansão adiabático (2-3) com realização de trabalho 68, um processo isocórico (3-4) regenerativo 69, um processo de rejeito de calor por compressão isotérmica (4-5), 66, um processo de aquecimento isocórico (5-1), 610 regenerado pelo processo isocórico (3-4) e ainda um processo de exaustão e aspiração (4-a, a-4), de forma que o motor de combustão interna integrado realiza o trabalho líquido 67 resultante da soma de todos os processos que formam o ciclo termodinâmico.14/20 isochoric energy input (1-2) by internal combustion 65, an adiabatic expansion process (2-3) with work performed 68, a regenerative isochoric process (3-4) 69, a heat rejection process by isothermal compression (4-5), 66, an isochoric heating process (5-1), 610 regenerated by the isochoric process (3-4) and also an exhaust and suction process (4-a, a-4), so that the integrated internal combustion engine performs the liquid work 67 resulting from the sum of all the processes that form the thermodynamic cycle.

[027] A tabela 1 mostra os quatro processos (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) que formam o ciclo parcial do motor da unidade de ciclo Otto de combustão interna, e os processos (4-a, a-4) de exaustão e aspiração, mostrados passo a passo, com um processo isocórico de aquecimento por combustão, um processo adiabático de expansão, um processo isocórico de regeneração e um processo adiabático de compressão.[027] Table 1 shows the four processes (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) that form the engine partial cycle of the internal combustion Otto cycle unit, and the processes (4-a , a-4) of exhaust and suction, shown step by step, with an isochorical process of heating by combustion, an adiabatic process of expansion, an isochorical process of regeneration and an adiabatic process of compression.

Tabela 1Table 1

Passo Step Processo Process Unidade de combustão interna Internal combustion unit 1 1 1-2 1-2 Isocórico de aquecimento Heating isochoric Entrada de energia Power input Combustão Combustion 2 2 2-3 2-3 Adiabático de expansão Adiabatic expansion 3 3 3-4 3-4 Isocórico Isochoric Regeneração de energia Energy regeneration Energia transferida para a unidade a pistões Energy transferred to the unit by pistons 4 4 4-1 4-1 Adiabático de compressão Compression adiabatic 5 5 4-a 4-a Exaustão dos gases Exhaustion of gases 6 6 a-4 a-4 Aspiração de ar Air suction

[028] A tabela 2 mostra os três processos (5-1, 1-4, 4-5) que formam o ciclo da unidade a pistões de circuito fechado mostrados passo a passo, com um processo isocórico de entrada de energia, um processo adiabático de trabalho útil e um processo isotérmico de compressão e rejeito de calor.[028] Table 2 shows the three processes (5-1, 1-4, 4-5) that form the unit cycle with closed circuit pistons shown step by step, with an isochoric energy input process, a process adiabatic of useful work and an isothermal process of compression and heat rejection.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 19/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 19/51

15/2015/20

Tabela 2Table 2

Passo Step Processo Process Unidade a pistões de circuito fechado Closed circuit piston unit 1 1 5-1 5-1 Isocórico de aquecimento Heating isochoric Entrada de energia Power input Regeneração Regeneration 2 2 1-4 1-4 Adiabático de expansão Adiabatic expansion 3 3 4-5 4-5 Isotérmico de compressão Compression isotherm Rejeito de calor Heat rejection

[029] A tabela 3 mostra os cinco processos (1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-1) que formam o ciclo termodinâmico resultante do motor de combustão interna integrado, mais os processos de exaustão e aspiração (4-a, a-4), formado por uma unidade a combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, formando uma unidade integrada mecanicamente e termodinamicamente, com entrada de energia por combustão interna, em um processo de aquecimento isocórico e rejeito de calor por um processo de compressão isotérmico.[029] Table 3 shows the five processes (1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-1) that form the thermodynamic cycle resulting from the integrated internal combustion engine, plus the exhaust and suction (4-a, a-4), formed by an internal combustion unit with Otto cycle integrated to a secondary piston closed circuit unit, forming a mechanically and thermodynamically integrated unit, with energy input by internal combustion, in a isochoric heating process and heat rejection by an isothermal compression process.

Tabela 3Table 3

Passo Step Processo Process Unidade integrada Integrated unit 1 1 1-2 1-2 Isocórico de aquecimento Heating isochoric Entrada de energia Power input Combustão interna Internal combustion 2 2 2-3 2-3 Adiabático de expansão Adiabatic expansion 3 3 3-4 3-4 Isocórico Isochoric Regeneração de energia Energy regeneration Energia transferida ao regenerador Energy transferred to the regenerator 4 4 4-5 4-5 Isotérmico de compressão Compression isotherm Rejeito de calor Heat rejection 5 5 5-1 5-1 Isocórico de aquecimento Heating isochoric Regeneração de energia Energy regeneration Energia devolvida pelo regenerador Energy returned by the regenerator 6 6 4-a 4-a Exaustão dos gases Exhaustion of gases 7 7 a-4 a-4 Aspiração de ar Air suction

[030] Todos os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor integrado, podem ser demonstrados por meio de equações matemáticas. A energia de entrada do motor térmico de combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, ocorre por meio de um processo isocórico, e a combustão na câmara de combustão 34[030] All the processes that form the thermodynamic cycle of the integrated motor, can be demonstrated by means of mathematical equations. The input energy from the internal combustion engine of the Otto cycle integrated into a secondary piston closed circuit unit occurs through an isochoric process, and combustion in the combustion chamber 34

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 20/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 20/51

16/20 produz um acréscimo da energia a partir do ponto (1), figura 10, do processo isocórico (1-2) de aquecimento por combustão representado pela expressão (a).16/20 produces an increase in energy from point (1), figure 10, of the isochoric process (1-2) of combustion heating represented by the expression (a).

Qi = (a) [031] Na equação (a), (Q) representa a energia total de entrada no sistema por combustão, em “Joule”, (n) representa o número de mol pertencendo à unidade principal de ciclo Otto, (R) representa a constante universal dos gases perfeitos, (Tq) representa a temperatura máxima do gás em “Kelvin” no ponto (2) do processo, figura 10, (T1) representa a temperatura no ponto (1) inicial do processo isocórico da unidade de ciclo Otto, figura 10, e (γ) representa o coeficiente de expansão adiabática. A temperatura (Ti) no ponto (1) é igual à temperatura (T3) do ponto (3). Qi = (a) [031] In equation (a), (Q) represents the total energy entering the system by combustion, in “Joule”, (n) represents the number of moles belonging to the main Otto cycle unit, ( R) represents the universal constant of perfect gases, (T q ) represents the maximum gas temperature in “Kelvin” at point (2) of the process, figure 10, (T1) represents the temperature at the starting point (1) of the isochoric process of the Otto cycle unit, figure 10, and (γ) represents the coefficient of adiabatic expansion. The temperature (Ti) at point (1) is equal to the temperature (T3) at point (3).

[032] O processo subsequente ao processo isocórico (1-2), do ciclo, é um processo de expansão adiabático (2-3), figura 10, da unidade principal de ciclo Otto 53, figura 9, é um processo de trabalho com o movimento do pistão 36 no interior do cilindro 35 e é representada pela expressão (b).[032] The process following the isochoric process (1-2), of the cycle, is an adiabatic expansion process (2-3), figure 10, of the main cycle unit Otto 53, figure 9, is a working process with the movement of the piston 36 inside the cylinder 35 and is represented by the expression (b).

2-3=^-.(T3-Tq- (b) [033] O processo subsequente do ciclo é um processo isocórico regenerativo (3-4), figura 10, onde o gás da unidade de combustão interna de ciclo Otto, transfere sua energia a um regenerador, trocador de calor isocórico 43 e é representada pela expressão (c).2 -3 = ^ -. (T 3 -Tq- ( b ) [033] The subsequent process of the cycle is an isochoric regenerative process (3-4), figure 10, where the gas of the Otto cycle internal combustion unit , transfers its energy to a regenerator, isochorical heat exchanger 43 and is represented by the expression (c).

Qrea=1^-.(Tf-T3- (c) [034] Na equação (c), (Qreg) representa a energia total transferida ao regenerador pelo processo isocórico (3-4), em “Joule”, esta energia alimentará a unidade a pistões a gás de circuito fechado.Qr ea = 1 ^ -. (T f -T 3 - (c) [034] In equation (c), (Q reg ) represents the total energy transferred to the regenerator by the isochoric process (3-4), in “Joule” , this energy will supply the unit with closed circuit gas pistons.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 21/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 21/51

17/20 [035] O processo subsequente do ciclo é um processo de compressão adiabático (4-1), figura 10, onde o pistão 36 comprime o gás da pressão (PL) para a pressão (P1) e a temperatura sobe de (Tf) para (T1) e é representado pela expressão (d).17/20 [035] The subsequent process of the cycle is an adiabatic compression process (4-1), figure 10, where piston 36 compresses the gas from pressure (PL) to pressure (P1) and the temperature rises from ( Tf) for (T1) and is represented by the expression (d).

^-1=^.(71-7/) (d) [036] Os processos da unidade a combustão interna de ciclo Otto, ocorrem em uma ordem de fluxo de energia, e sequencialmente no domínio do tempo.^ -1 = ^. (71-7 /) (d) [036] The processes of the Otto cycle internal combustion unit, occur in an order of energy flow, and sequentially in the time domain.

[037] O processo que alimenta a unidade secundária a pistões de circuito fechado, é um processo isocórico (5-1) e é o processo regenerativo do processo isocórico (3-4) da unidade principal de combustão interna de ciclo Otto, este processo foi definido pela expressão (c) por (Qreg). Na unidade secundária a pistões a gás de circuito fechado é representado pela expressão (e).[037] The process that powers the secondary unit with closed circuit pistons, is an isochoric process (5-1) and is the regenerative process of the isochoric process (3-4) of the main Otto cycle internal combustion unit, this process was defined by the expression (c) by (Qreg). In the secondary unit with closed circuit gas pistons it is represented by the expression (e).

V5-1 = (γ-1(11 'p (e) [038] Considerando que o número de mol de gás da unidade a pistões seja definido como (np), para haver uma equalização da regeneração, as equações (c) e (e) devem ser iguais, desta forma o número de mol de gás da unidade a pistões deverá ser (np=n), portanto a equação do processo isocórico compensado passará a ser definido pela expressão (f).V5-1 = ( γ-1 ) · (1 1 'p (e) [038] Considering that the number of moles of gas of the piston unit is defined as (n p ), for an equalization of the regeneration, the equations (c) and (e) must be equal, so the number of moles of gas of the piston unit must be (n p = n), therefore the equation of the compensated isochoric process will be defined by expression (f).

25-1=(^.(71-7/) (f) [039] O processo de expansão adiabático (1-4) da unidade secundária a pistões será representado pela expressão (g).25-1 = (^. (71-7 /) ( f ) [039] The adiabatic expansion process (1-4) of the piston secondary unit will be represented by the expression (g).

^1-4= (^).(7/- 71) (g)^ 1-4 = (^). (7 / - 71) (g)

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 22/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 22/51

18/20 [040] O processo de rejeito de calor da unidade secundária a pistões é um processo isotérmico (4-5), este processo de compressão isotérmico e rejeito de calor será representado pela expressão (h).18/20 [040] The heat rejection process of the piston secondary unit is an isothermal process (4-5), this isothermal compression process and heat rejection will be represented by the expression (h).

W4-5=n.R.TfAn&) (h) vb [041] O trabalho útil total, do motor térmico de combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, é representado graficamente pela área hachurada, indicada por 67 da figura 11, considerando um modelo ideal sem perdas, é a diferença entre a entrada e a saída da energia e é representado pela expressão (i) abaixo.W 4 - 5 = nRT f An &) (h) v b [041] The total useful work, from the internal combustion thermal engine of Otto cycle integrated to a secondary closed circuit piston unit, is represented graphically by the hatched area, indicated by 67 of figure 11, considering an ideal lossless model, it is the difference between the energy input and output and is represented by the expression (i) below.

Wu = - n.R.7}.ln(-) (i) [042] Desta forma, a eficiência do motor térmico de combustão interna de ciclo Otto integrado a uma unidade secundária de circuito fechado a pistões, ideal, é representado pela expressão (j) ou (k), as quais revelam em condições ideais que o motor integrado de combustão interna por ciclo Otto pode atingir eficiências na ordem de 80%. W u = - n. R .7} .ln (-) (i) [042] Thus, the efficiency of the internal combustion thermal engine of Otto cycle integrated with a secondary closed circuit piston unit, ideal, is represented by the expression (j) or (k), which reveal in ideal conditions that the integrated internal combustion engine per Otto cycle can achieve efficiencies in the order of 80%.

T= 1 - (r-1).Tf.ln(^) _________J va (Tq-T1)T = 1 - (r-1) .T f .ln (^) _________ J v a (Tq-T1)

TfAn(^) (Tq-T-i) (j) (k) [043] As equações de (a) a (k) demonstram matematicamente todos os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor, o trabalho útil e a eficiência. Estas equações demonstram matematicamente como os fenômenos ocorrem, sua origem por meio da combustão interna no processo isocórico (12), cada um dos processos decorrentes, o trabalho útil resultante e a energia não utilizada na conversão do trabalho rejeitada ao ambiente.TfAn (^) (Tq-T-i) (j) (k) [043] The equations (a) to (k) demonstrate mathematically all the processes that form the thermodynamic cycle of the motor, the useful work and the efficiency. These equations demonstrate mathematically how the phenomena occur, their origin through internal combustion in the isochoric process (12), each of the resulting processes, the resulting useful work and the unused energy in converting the work rejected to the environment.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 23/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 23/51

19/20 [044] O motor integrado formado por uma unidade de ciclo Otto de combustão interna e uma unidade a pistões com gás em circuito fechado, constitui uma única máquina plenamente integrada de forma que ambas as unidades possuem um único eixo comum, virabrequim, mostrado no desenho da figura 16 indicado por 113.19/20 [044] The integrated engine formed by an internal combustion Otto cycle unit and a piston unit with closed loop gas, constitutes a single fully integrated machine so that both units have a single common shaft, crankshaft, shown in the drawing in figure 16 indicated by 113.

[045] Um modelo construtivo do motor integrado, formado por uma unidade de ciclo Otto de combustão interna e uma unidade a pistões com gás em circuito fechado e seus principais elementos é mostrado na figura 17. A unidade principal de combustão interna de ciclo Otto mostrado na figura 17, tem um misturador 1215 para a entrada de ar, os cilindros da unidade principal por combustão interna 121, a unidade secundária por pistões com gás em circuito fechado 122, um eixo, virabrequim comum 128, bomba d'água 1213, sensor tipo termostato 1214, ventoinha 1211, radiador para a unidade principal a combustão interna 129, radiador para o resfriamento do processo isotérmico de compressão 1210, regenerador 125, trocador resfriador do processo isotérmico 126, turbocompressor elétrico 123, coletor da saída do gás quente 124, saída final da exaustão 127.[045] A constructive model of the integrated engine, formed by an internal combustion Otto cycle unit and a closed circuit gas piston unit and its main elements is shown in figure 17. The main Otto cycle internal combustion unit shown in figure 17, it has a mixer 1215 for the air intake, the cylinders of the main unit for internal combustion 121, the secondary unit for pistons with closed circuit gas 122, a shaft, common crankshaft 128, water pump 1213, sensor thermostat type 1214, fan 1211, radiator for the internal combustion main unit 129, radiator for cooling the isothermal compression process 1210, regenerator 125, isothermal process cooler exchanger 126, electric turbocharger 123, hot gas outlet manifold 124, exhaust exhaust end 127.

[046] Os parâmetros de cada uma das unidades, da unidade de ciclo Otto e da unidade de circuito fechado, sistema fechado, não necessitam necessariamente serem iguais, isto é, os volumes (Va), (Vb), o número de mol (n), tipo de gás, etc, estes não precisam ser iguais, tais parâmetros não alteram a eficiência teórica do motor. Vários parâmetros podem ser alterados oferecendo novas características, como por exemplo, a densidade de potência, rotação das unidades, sem alterar a eficiência e o conceito principal.[046] The parameters of each of the units, the Otto cycle unit and the closed circuit unit, closed system, do not necessarily need to be the same, that is, the volumes (Va), (Vb), the number of moles ( n), type of gas, etc., these need not be the same, such parameters do not alter the theoretical efficiency of the engine. Various parameters can be changed offering new features, such as power density, unit rotation, without changing efficiency and the main concept.

[047] Para o máximo aproveitamento térmico e eficiência do motor integrado, sugere-se que seja considerado o emprego de turbocompressores elétricos também na unidade de ciclo Otto, evitando a utilização dos gases quentes da exaustão, deixando este, o gás da exaustão, exclusivamente para a regeneração da unidade secundária.[047] For maximum thermal efficiency and efficiency of the integrated engine, it is suggested that the use of electric turbochargers be considered also in the Otto cycle unit, avoiding the use of hot exhaust gases, leaving this, the exhaust gas, exclusively for secondary unit regeneration.

Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 24/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 24/51

20/2020/20

EXEMPLOS DE APLICAÇÕES [048] Motores integrados formados por uma unidade de combustão interna de ciclo Otto e uma unidade a pistões com gás em circuito fechado, possuem inúmeras aplicações, uma delas pode ser destinado a veículos, como uma alternativa frente aos ciclos combinado do motor Otto com Rankine Orgânico, outra aplicação seria em unidades portáteis de geração de energia, máquinas motorizadas, pois tem como benefício direto, a sua capacidade de converter maior quantidade de energia em trabalho em se comparando com as tecnologias tradicionais e com as tecnologias atuais de ciclos combinados. Este motor integrado possui uma eficiência teórica superior aos conhecidos motores de ciclo Otto, ciclo Diesel, ciclo Brayton, ciclo Rankine e os tradicionais ciclos combinados destes, conforme demonstrado pelas equações apresentadas e pela equação (j) ou (k) da eficiência.EXAMPLES OF APPLICATIONS [048] Integrated engines formed by an internal combustion unit of Otto cycle and a piston unit with gas in closed circuit, have numerous applications, one of which can be used for vehicles, as an alternative to the combined engine cycles Otto with Rankine Orgânico, another application would be in portable power generation units, motorized machines, as it has the direct benefit of its ability to convert more energy into work compared to traditional technologies and current cycle technologies. combined. This integrated engine has a theoretical efficiency superior to the well-known Otto cycle engines, Diesel cycle, Brayton cycle, Rankine cycle and their traditional combined cycles, as demonstrated by the presented equations and by the (j) or (k) efficiency equations.

Claims (24)

REIVINDICAÇÕES 1) MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, caracterizado por ser constituído pela integração de uma unidade principal de ciclo Otto (53), alimentado por combustão interna com outra unidade a pistões com gás em circuito fechado (54), alimentado por um processo regenerativo, sendo que a unidade principal de ciclo Otto é alimentada por combustão interna (31), contendo uma câmara de combustão (34), a qual após o aquecimento isocórico com aumento da pressão pela combustão, expande o gás da combustão em processo adiabático, atuando sobre o pistão (36) no interior do cilindro (35) acionando o eixo (37), que por sua vez produz trabalho útil, e parte da energia cinética do eixo, atua no pistão (36) fazendo um processo isocórico de regeneração com exaustão do gás ainda quente através da válvula (39), alimentando, transferindo a energia ao regenerador que é um trocador de calor isocórico (43), e o trocador de calor isocórico (43) responsável pela regeneração, alimenta a unidade secundária do sistema fechado a pistões (54) por meio de um processo isocórico, atuando nos cilindros de deslocamento de gás (45) o qual é auxiliar dos processos isocórico e isotérmico, e no cilindro de força mecânica (46), responsável pelo trabalho útil que através de um sensor de posição angular dinâmico chamado de encoder (55), fixado no eixo dos elementos de força mecânica (412) e uma unidade de controle eletrônico ou mecânico (56), atua nas válvulas ou conjunto de válvulas V1 (49), V2 (410) e V3 (411) e controlam os processos termodinâmicos da unidade secundária a pistões (54), e de forma que o processo isotérmico da unidade secundária a pistões, ocorre pelo rejeito de calor em um trocador isotérmico (44) com o auxílio de um turbocompressor elétrico ou circulador de gás, formado por um rotor (47) e um motor elétrico (48), e o resultado do processo é a força mecânica no eixo que interliga os elementos de força 412, caracterizando o motor integrado por uma unidade principal de ciclo Otto (53), alimentado por combustão interna com uma 1) INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, characterized by the integration of a main unit of cycle Otto (53), powered by internal combustion with another unit with pistons with gas in closed circuit (54), fed by a regenerative process, and the main unit of cycle Otto is fed by internal combustion (31), containing a combustion chamber (34), which after isochoric heating with increased pressure by combustion, expands the combustion gas in an adiabatic process, acting on the piston (36) inside the cylinder (35) activating the shaft (37), which in turn produces useful work, and part of the shaft's kinetic energy, acts on the piston (36) making an isochorical process of regeneration with exhaust of the gas still hot through the valve (39), feeding, transferring the energy to the regenerator which is an isocor heat exchanger ico (43), and the isochorical heat exchanger (43) responsible for regeneration, feeds the secondary unit of the piston closed system (54) through an isochoric process, acting on the gas displacement cylinders (45) which is auxiliary of the isochoric and isothermal processes, and in the mechanical force cylinder (46), responsible for the useful work that through a dynamic angular position sensor called an encoder (55), fixed on the axis of the mechanical force elements (412) and a electronic or mechanical control unit (56), acts on the valves or set of valves V1 (49), V2 (410) and V3 (411) and controls the thermodynamic processes of the piston secondary unit (54), so that the isothermal process of the piston secondary unit, occurs by the rejection of heat in an isothermal exchanger (44) with the aid of an electric turbocharger or gas circulator, formed by a rotor (47) and an electric motor (48), and the result of the process is the mechanical force on the shaft that links the 412 power elements, featuring the engine integrated by an Otto cycle main unit (53), powered by internal combustion with a Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 26/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 26/51 2/9 unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado (54), alimentado por um processo regenerativo.2/9 secondary piston unit with closed circuit gas (54), powered by a regenerative process. 2) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído pela integração de uma unidade principal de ciclo Otto (53), alimentado por combustão interna, com uma unidade a pistões com gás em circuito fechado (54), alimentado por um processo regenerativo.2) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN OTTO CYCLE UNIT AND A PISTON SECONDARY UNIT, according to claim 1, characterized by the integration of an Otto cycle main unit (53), powered by combustion internal, with a piston unit with closed circuit gas (54), fed by a regenerative process. 3) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído por uma câmara de combustão (34), a qual aquece o gás da combustão em processo isocórico aumentando a pressão, e na sequência executa um processo de expansão adiabático e posteriormente os processos isocóricos de regeneração, processo isobárico de exaustão, isobárico de aspiração e adiabático de compressão.3) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being made up of a combustion chamber (34), which heats the combustion gas in an isochoric process increasing the pressure, and then executes an adiabatic expansion process and later the isochoric processes of regeneration, isobaric exhausting, isobaric aspiration and adiabatic compression processes. 4) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído por um eixo (37) que por sua vez produz trabalho útil.4) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by an axis (37) that in turn produces useful work. 5) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma válvula (39), que alimenta, transferindo a energia com a massa de gás para o regenerador (43).5) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by a valve (39), which feeds, transferring energy with the gas mass to the regenerator (43). 6) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A 6) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT A Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 27/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 27/51 3/93/9 PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído por um regenerador que é um trocador de calor isocórico (43), e o trocador de calor isocórico (43), responsável pela regeneração, alimenta o processo isocórico da unidade secundária a pistões (54).PISTONS, according to claim 1, characterized by constituting a regenerator that is an isochoric heat exchanger (43), and the isochoric heat exchanger (43), responsible for the regeneration, feeds the isochoric process of the piston secondary unit (54). 7) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um cilindro de deslocamento de gás (45) auxiliar dos processos isocórico e isotérmico.7) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by a piston secondary unit (54) closed gas, composed by a gas displacement cylinder (45) auxiliary to the isochoric and isothermal processes. 8) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um cilindro de força mecânica (46) responsável pelo trabalho útil.8) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being made up of a piston unit (54) with closed circuit gas, composed of a mechanical force cylinder (46) responsible for useful work. 9) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um sensor de posição angular dinâmico chamado de encoder (55), fixado no eixo dos elementos de força mecânica (412).9) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being made up of a secondary piston unit (54) with closed circuit gas by a dynamic angular position sensor called an encoder (55), fixed on the axis of the elements of mechanical force (412). 10) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por uma unidade de controle eletrônico ou mecânico (56), a qual atua nas válvulas ou conjunto de válvulas de controle dos processos.10) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by a piston secondary unit (54) closed gas, composed by an electronic or mechanical control unit (56), which acts on the valves or set of process control valves. Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 28/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 28/51 4/94/9 11) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um conjunto de válvulas V1 (49), V2 (410) e V3 (411) e controlam os processos termodinâmicos da unidade secundária a pistões (54).11) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by a piston secondary unit (54) closed gas, composed by a set of valves V1 (49), V2 (410) and V3 (411) and control the thermodynamic processes of the piston secondary unit (54). 12) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um turbocompressor elétrico ou circulador de gás, formado por um rotor (47) e um motor elétrico (48) que auxilia no processo de compressão e rejeito de calor isotérmico.12) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by a piston secondary unit (54) closed gas, composed by an electric turbocharger or gas circulator, formed by a rotor (47) and an electric motor (48) that assists in the compression process and isothermal heat rejection. 13) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por um trocador de calor isotérmico (44) de resfriamento para o rejeito de calor.13) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being made up of a secondary piston unit (54) with closed circuit gas by an isothermal heat exchanger (44) for cooling the waste heat. 14) “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO FORMADO POR UMA UNIDADE PRINCIPAL DE CICLO OTTO E UMA UNIDADE SECUNDÁRIA A PISTÕES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído de uma unidade secundária a pistões (54) a gás de circuito fechado, composto por elementos de força mecânica (412) responsável por transmitir a potência para a realização de trabalho útil.14) “INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS, according to claim 1, characterized by being constituted by a piston secondary unit (54) closed gas, composed by elements of mechanical force (412) responsible for transmitting the power to perform useful work. 15) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, caracterizado por processos termodinâmicos que geram um ciclo termodinâmico, cujos fenômenos são gerados a partir de uma fonte térmica a combustão (61), a qual produz a expansão do gás na câmara 15) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, characterized by thermodynamic processes that generate a thermodynamic cycle, whose phenomena are generated from a combustion thermal source (61), which produces the expansion of the gas in the chamber Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 29/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 29/51 5/9 de combustão (34) da unidade principal de ciclo Otto de combustão interna (53), e que gera o processo de entrada de energia do ciclo termodinâmico com um aquecimento isocórico (1-2), onde o gás aumenta a temperatura de T1 para Tq e a pressão de P1 para Ph, após o processo de aquecimento e compressão isocórico (1-2) ocorre o processo de expansão adiabático (2-3) com a expansão do gás no interior do cilindro (35) pelo movimento do pistão (36), onde o gás reduz a temperatura de Tq para T3 e reduz a pressão de Ph para P3, após o processo de expansão adiabático (2-3), ocorre o processo regenerativo isocórico (3-4), com a transferência de energia com volume constante Vb da unidade principal (53) para o trocador de calor, regenerador isocórico (43), liberando o gás resultante da combustão (51) ao ambiente na temperatura fria Tf, após o processo isocórico regenerativo (3-4), ocorre na unidade principal de ciclo Otto (53), o processo de exaustão e aspiração (4-a) e (a-4) respectivamente e sequencialmente, após o processo de exaustão e aspiração ocorre o processo de compressão adiabático (4-1), no interior do cilindro (35), pelo movimento de compressão do pistão (36), onde o gás aumenta a temperatura de Tf para T1 e pressão de PL para P1, finalizando os processos na unidade principal de combustão interna de ciclo Otto (53), e estes processos (1-2), (2-3), (3-4), (4-a, a-4) e (4-1) ocorrem em uma ordem de acordo com o fluxo de energia e sequencialmente no domínio do tempo, e a partir do processo isocórico regenerativo (3-4) da unidade principal de ciclo Otto (53) com o fluxo de gás quente (32), transferindo sua energia ao regenerador (43), ocorre simultaneamente a este o processo isocórico de aquecimento (5-1) da unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado (54), onde o gás, em volume constante Va com o movimento simultâneo dos pistões dos cilindros (45) e (46), passando o gás pelo regenerador (43), onde o gás aumenta a sua temperatura de Tf para T1 e aumenta a pressão de P5 para P1, após o processo de aquecimento isocórico (5-1), ocorre na unidade secundária, o processo de expansão adiabático (1-4) no cilindro de força mecânica (46), onde o pistão deste se move a partir do 5/9 combustion (34) of the main internal combustion Otto cycle unit (53), which generates the energy input process of the thermodynamic cycle with an isochoric heating (1-2), where the gas increases the temperature of T1 for Tq and pressure from P1 to Ph, after the heating and isochoric compression process (1-2) the adiabatic expansion process (2-3) occurs with the expansion of the gas inside the cylinder (35) by the movement of the piston (36), where the gas reduces the temperature from Tq to T3 and reduces the pressure from Ph to P3, after the adiabatic expansion process (2-3), the isochoric regenerative process (3-4) occurs, with the transfer of constant volume energy Vb from the main unit (53) to the heat exchanger, isochoric regenerator (43), releasing the gas resulting from combustion (51) to the environment at cold temperature Tf, after the regenerative isochoric process (3-4) , in the main Otto cycle unit (53), the process of exhaustion and aspiration (4-a ) and (a-4) respectively and sequentially, after the process of exhaustion and aspiration, the adiabatic compression process (4-1) occurs inside the cylinder (35), by the piston compression movement (36), where the gas increases the temperature from Tf to T1 and pressure from PL to P1, ending the processes in the main internal combustion unit of Otto cycle (53), and these processes (1-2), (2-3), (3-4 ), (4-a, a-4) and (4-1) occur in an order according to the energy flow and sequentially in the time domain, and from the regenerative isochoric process (3-4) of the main unit cycle cycle (53) with the hot gas flow (32), transferring its energy to the regenerator (43), simultaneously the isochoric heating process (5-1) of the secondary unit with pistons with closed circuit gas ( 54), where the gas, in constant volume Va with the simultaneous movement of the pistons of the cylinders (45) and (46), passing the gas through the regenerator (43), where the gas increases its temperature from Tf to T1 and increases the pressure from P5 to P1, after the isochoric heating process (5-1), the adiabatic expansion process (1-4) in the mechanical force cylinder (at the secondary unit) ( 46), where the piston moves from the Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 30/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 30/51 6/9 volume Va para o volume Vb com a expansão do gás, produzindo força mecânica nos elementos de força motriz 412, e neste processo o gás reduz a temperatura de T1 para Tf e reduz a pressão de P1 para PL, após o processo de expansão adiabático (1-4), ocorre por meio da energia cinética armazenada nos eixos e elementos de força motriz 412, o processo de compressão e rejeito de calor (62) isotérmico (4-5), finalizando os processos na unidade secundária a pistões (54) com gás em circuito fechado, e estes três processos (5-1), (1-4), e (4-5) ocorrem em uma ordem sequencial no domínio do tempo, finalizando os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor de combustão interna integrado por uma unidade principal de ciclo Otto de combustão interna e uma unidade secundária com pistões com gás em circuito fechado, de forma a caracterizar uma nova máquina complexa com duas unidades integradas, que no conjunto opera mediante um ciclo (611) formado essencialmente por cinco processos termodinâmicos, por um processo de entrada de energia isocórico (1-2) por combustão interna (65), um processo de expansão adiabático (2-3) com realização de trabalho (68), um processo isocórico (3-4) regenerativo (69), um processo de rejeito de calor por compressão isotérmica (4-5), (66), um processo de aquecimento isocórico (5-1), (610) regenerado pelo processo isocórico (3-4) e ainda um processo de exaustão e aspiração (4-a, a-4), de forma que o motor de combustão interna integrado realiza o trabalho líquido (67), resultante da soma de todos os processos que formam o ciclo termodinâmico.6/9 volume Va to volume Vb with the expansion of the gas, producing mechanical force in the driving force elements 412, and in this process the gas reduces the temperature from T1 to Tf and reduces the pressure from P1 to PL, after the process of adiabatic expansion (1-4), occurs through the kinetic energy stored in the axes and driving force elements 412, the isothermal compression and heat rejection process (62) (4-5), ending the processes in the piston secondary unit (54) with closed circuit gas, and these three processes (5-1), (1-4), and (4-5) occur in a sequential order in the time domain, ending the processes that form the thermodynamic cycle of the internal combustion engine integrated by a main internal combustion Otto cycle unit and a secondary unit with closed circuit gas pistons, in order to characterize a new complex machine with two integrated units, which together operate by means of a cycle (611) formed essentially by five thermodynamic processes, by an isochoric energy input process (1-2) by internal combustion (65), an adiabatic expansion process (2-3) with work done (68), an isochoric process (3-4) regenerative process (69), an isothermal compression heat rejection process (4-5), (66), an isochoric heating process (5-1), (610) regenerated by the isochoric process (3-4) and a exhaust and suction process (4-a, a-4), so that the integrated internal combustion engine performs the liquid work (67), resulting from the sum of all the processes that form the thermodynamic cycle. 16) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por processos cujos fenômenos são gerados a partir de uma fonte térmica a combustão (61), a qual produz a expansão do gás na câmara de combustão (34) da unidade principal de ciclo Otto de combustão interna (53), e que gera o processo de entrada de energia do ciclo termodinâmico com aquecimento isocórico (1-2), onde o gás aumenta a temperatura de T1 para Tq e a pressão de P1 para Ph.16) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by processes whose phenomena are generated from a combustion thermal source (61), which produces the expansion of the gas in the combustion chamber (34) of the main internal combustion Otto cycle unit (53), which generates the energy input process of the thermodynamic cycle with isochoric heating (1-2), where the gas increases the temperature from T1 to Tq and the pressure from P1 to Ph. Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 31/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 31/51 7/97/9 17) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo de aquecimento isocórico (1-2) ocorre o processo de expansão adiabático (2-3), com a expansão do gás no interior do cilindro (35) pelo movimento do pistão (36), onde o gás reduz a temperatura de Tq para T3 e reduz a pressão de Ph para P3.17) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where after the isochoric heating process (1-2) the adiabatic expansion process (2-3) occurs, with the expansion of the gas inside the cylinder (35) by the movement of the piston (36), where the gas reduces the temperature from Tq to T3 and reduces the pressure from Ph to P3. 18) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo de expansão adiabático (2-3) ocorre o processo regenerativo isocórico (3-4), com a transferência de energia com volume constante Vb da unidade principal de ciclo Otto (53) para o trocador de calor, regenerador isocórico (43), liberando o gás resultante da combustão (51) ao ambiente na temperatura fria Tf.18) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where after the adiabatic expansion process (2-3) the isochoric regenerative process (3-4) occurs, with the transfer of energy with constant volume Vb from the main Otto cycle unit (53) to the heat exchanger, isochoric regenerator (43), releasing the gas resulting from combustion (51) to the environment at cold temperature Tf. 19) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo isocórico regenerativo (3-4), ocorre na unidade principal de ciclo Otto (53) o processo de exaustão e aspiração (4-a) e (a-4) respectivamente e sequencialmente.19) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where after the isochoric regenerative process (3-4), the exhaust process takes place in the main Otto cycle unit (53) and aspiration (4-a) and (a-4) respectively and sequentially. 20) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo de exaustão e aspiração, ocorre o processo de compressão adiabático (4-1) no interior do cilindro (35) pelo movimento de compressão do pistão (36), onde o gás aumenta a temperatura de Tf para T1 e pressão de PL para P1, finalizando os processos na unidade principal de combustão interna de ciclo Otto (53), e estes processos (1-2), (23), (3-4), (4-a, a-4) e (4-1) ocorrem em uma ordem de acordo com o fluxo de energia e sequencialmente no domínio do tempo.20) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where, after the exhaust and suction process, the adiabatic compression process (4-1) takes place inside the cylinder (35 ) by the piston compression movement (36), where the gas increases the temperature from Tf to T1 and pressure from PL to P1, ending the processes in the main internal combustion unit of the Otto cycle (53), and these processes (1- 2), (23), (3-4), (4-a, a-4) and (4-1) occur in an order according to the energy flow and sequentially in the time domain. Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 32/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 32/51 8/98/9 21) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo, onde a partir do processo isocórico regenerativo (3-4) da unidade principal de ciclo Otto (53) com o fluxo de gás quente (32), transferindo sua energia ao regenerador (43), ocorre simultaneamente a este o processo isocórico de aquecimento (5-1) da unidade secundária a pistões com gás em circuito fechado (54), onde o gás em volume constante Va com o movimento simultâneo dos pistões dos cilindros (45) e (46) passando o gás pelo regenerador (43), onde o gás aumenta a sua temperatura de Tf para T1 e aumenta a pressão de P5 para P1.21) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process, where from the regenerative isochoric process (3-4) of the main Otto cycle unit (53) with the flow of hot gas (32), transferring its energy to the regenerator (43), the isochoric heating process (5-1) of the secondary unit with pistons with closed circuit gas (54) occurs simultaneously, where the gas in constant volume Va with the simultaneous movement of the cylinder pistons (45) and (46) passing the gas through the regenerator (43), where the gas increases its temperature from Tf to T1 and increases the pressure from P5 to P1. 22) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo de aquecimento isocórico (5-1), ocorre o processo de expansão adiabático (1-4) no cilindro de força mecânica (46), onde este se move a partir do volume Va para o volume Vb com a expansão do gás, produzindo força mecânica nos elementos de força motriz 412, e neste processo, o gás reduz a temperatura de T1 para Tf e reduz a pressão de P1 para PL.22) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where after the isochoric heating process (5-1), the adiabatic expansion process (1-4) occurs in the cylinder of mechanical force (46), where it moves from volume Va to volume Vb with the expansion of the gas, producing mechanical force in the driving force elements 412, and in this process, the gas reduces the temperature from T1 to Tf and reduces the pressure from P1 to PL. 23) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por um processo onde após o processo de expansão adiabático (1-4), ocorre por meio da energia cinética armazenada nos eixos e elementos de força motriz 412, o processo de compressão e rejeito de calor (62) isotérmico (4-5), finalizando os processos na unidade secundária a pistões (54) com gás em circuito fechado, e estes três processos (5-1), (1-4), e (4-5) ocorrem em uma ordem sequencial no domínio do tempo, finalizando os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor de combustão interna integrado por uma unidade de combustão interna de ciclo Otto e uma unidade com pistões com gás em circuito fechado.23) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claim 15, characterized by a process where after the adiabatic expansion process (1-4), it occurs through the kinetic energy stored in the axes and force elements motive 412, the heat compression and rejection process (62) isothermal (4-5), ending the processes in the piston secondary unit (54) with closed circuit gas, and these three processes (5-1), (1 -4), and (4-5) occur in a sequential order in the time domain, ending the processes that form the thermodynamic cycle of the internal combustion engine integrated by an internal combustion unit of Otto cycle and a unit with gas pistons closed circuit. Petição 870180067622, de 03/08/2018, pág. 33/51Petition 870180067622, of 03/08/2018, p. 33/51 9/99/9 24) PROCESSO DE CONTROLE PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA INTEGRADO, de acordo com as reivindicações de 15 a 23, caracterizado de forma integrada por um ciclo (611) formado essencialmente por cinco processos termodinâmicos, por um processo de entrada de energia isocórico (1-2) por combustão interna (65), um processo de expansão adiabático (2-3) com realização de trabalho (68), um processo isocórico (3-4) regenerativo (69), um processo de rejeito de calor por compressão isotérmica (4-5), (66), um processo de aquecimento isocórico (5-1), (610) regenerado pelo processo isocórico (3-4) e ainda um processo de exaustão e aspiração (4-a, a-24) CONTROL PROCESS FOR THE INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE, according to claims 15 to 23, characterized in an integrated way by a cycle (611) formed essentially by five thermodynamic processes, by an isochoric energy input process (1 -2) by internal combustion (65), an adiabatic expansion process (2-3) with work carried out (68), a regenerative isochoric process (3-4) (69), an isothermal compression heat rejection process (4-5), (66), an isochoric heating process (5-1), (610) regenerated by the isochoric process (3-4) and also an exhaustion and aspiration process (4-a, a- 4), de forma que o motor de combustão interna integrado realiza o trabalho líquido (67) resultante da soma de todos os processos que formam o ciclo termodinâmico.4), so that the integrated internal combustion engine performs the liquid work (67) resulting from the sum of all the processes that form the thermodynamic cycle.
BR102018015950-0A 2018-08-03 2018-08-03 INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE. BR102018015950A2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102018015950-0A BR102018015950A2 (en) 2018-08-03 2018-08-03 INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE.
PCT/IB2019/056802 WO2020026215A1 (en) 2018-08-03 2019-08-09 Integrated internal-combustion engine formed by an otto-cycle main unit and a secondary unit with pistons and control process for the thermodynamic cycle of the engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102018015950-0A BR102018015950A2 (en) 2018-08-03 2018-08-03 INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR102018015950A2 true BR102018015950A2 (en) 2020-02-18

Family

ID=69232351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102018015950-0A BR102018015950A2 (en) 2018-08-03 2018-08-03 INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE.

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BR102018015950A2 (en)
WO (1) WO2020026215A1 (en)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2342103A1 (en) * 1973-08-21 1975-03-20 Hans Alexander Frhr Von Seld Hot gas engine - has cycle involving isothermal, isochoric and isobaric phases and incorporates regenerative heat exchanger
JP2004084564A (en) * 2002-08-27 2004-03-18 Toyota Motor Corp Exhaust heat recovering device
US6672063B1 (en) * 2002-09-25 2004-01-06 Richard Alan Proeschel Reciprocating hot air bottom cycle engine
US8578695B1 (en) * 2008-03-04 2013-11-12 Herbert U. Fluhler Methods and designs for increasing efficiency in engines
BR102016019880B1 (en) * 2016-08-26 2023-12-26 Brazil Innovation Commerce Ltda ACTIVE REGENERATOR FOR THERMAL ENGINES AND CONTROL PROCESS FOR THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ACTIVE REGENERATOR
BR102016019857B1 (en) * 2016-08-26 2023-12-26 Brazil Innovation Commerce Ltda DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE COMPOSED OF FOUR ISOBARIC PROCESSES, FOUR ADIABATIC PROCESSES AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE THERMAL ENGINE
BR102016019875B1 (en) * 2016-08-26 2023-12-26 Brazil Innovation Commerce Ltda DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE COMPOSED OF FOUR ISOTHERMAL PROCESSES, FOUR ISOCORIC PROCESSES WITH ACTIVE REGENERATOR AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE THERMAL ENGINE
WO2018195619A1 (en) * 2017-04-25 2018-11-01 Associação Paranaense De Cultura - Apc Differential-cycle heat engine comprising four isobaric processes and four polytropic processes with regenerator and method for controlling the thermodynamic cycle of the heat engine
BR102017008576A2 (en) * 2017-04-26 2018-11-21 Associacao Paranaense De Cultura - Apc otto and binary-isobaric-adiabatic combined-cycle motor and process control for the thermodynamic cycle of the combined-cycle motor
BR102017008582A2 (en) * 2017-04-26 2018-11-21 Associacao Paranaense De Cultura - Apc atkinson or miller and torque-isobaric-adiabatic combined-cycle engine and control process for the thermodynamic cycle of the combined-cycle engine
BR102017008573A2 (en) * 2017-04-26 2018-11-21 Associacao Paranaense De Cultura - Apc diesel and torque-isothermal-adiabatic combined cycle engine and process control for thermodynamic cycle of combined cycle engine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020026215A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2406485B1 (en) Heat engine with regenerator and timed gas exchange
CN203717159U (en) External-heating engine
BR102018015950A2 (en) INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN UNIT OF CYCLE OTTO AND A SECONDARY UNIT TO PISTONS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE ENGINE.
BR102018015947A2 (en) INTEGRATED INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORMED BY A MAIN DIESEL CYCLE UNIT AND A PISTON SECONDARY UNIT AND CONTROL PROCESS FOR THE ENGINE THERMODYNAMIC CYCLE
WO2020019048A1 (en) Integrated internal combustion engine formed by a main unit with a turbine and a secondary unit with pistons, and a method for controlling the thermodynamic cycle of the engine
BR102018068525A2 (en) BRAYTON INTEGRATED CYCLE TURBINE ENGINE WITH REGENERATIVE CLOSED CIRCUIT FOR GENERATION FROM HELIOTHERMAL OR THERMONUCLEAR SOURCE AND CONTROL PROCESS FOR THE ENGINE THERMODYNAMIC CYCLE
WO2018195631A1 (en) Combined otto and binary isobaric-adiabatic cycle engine and process for controlling the thermodynamic cycle of the combined cycle engine
BR102017008582A2 (en) atkinson or miller and torque-isobaric-adiabatic combined-cycle engine and control process for the thermodynamic cycle of the combined-cycle engine
WO2018195634A1 (en) Combined atkinson or miller and binary isothermal-adiabatic cycle engine and process for controlling the thermodynamic cycle of the combined cycle engine
WO2018195619A1 (en) Differential-cycle heat engine comprising four isobaric processes and four polytropic processes with regenerator and method for controlling the thermodynamic cycle of the heat engine
CN108678917A (en) A kind of liquid temperature differential electricity generation system using screw-rod air compressor, expanding machine
WO2018035585A1 (en) Differential-cycle heat engine with four isobaric processes, four adiabatic processes and a method for controlling the thermodynamic cycle of the heat engine
WO2018035588A1 (en) Differential-cycle heat engine with four isothermal processes, four isochoric processes with active regenerator and control method for the thermodynamic cycle of the heat engine
BR102018004172A2 (en) CYCLE EXTERNAL COMBUSTION THERMAL ENGINE COMPOSED BY AN ISOCORIC PROCESS, TWO ISOTHERMIC PROCESSES AND AN ADIABATHIC PROCESS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMAL THERMAL CYCLE
WO2018195627A1 (en) Combined brayton and binary isobaric-adiabatic cycle turbine engine and process for controlling the thermodynamic cycle of the combined cycle turbine engine
WO2018035586A1 (en) Thermal engine with differentiated cycle composed of four isobaric processes and four isochoric processes, with regenerator and process for controlling the thermodynamic cycle of the thermal engine
WO2018195618A1 (en) Differential-cycle heat engine comprising four isobaric processes and four isothermal processes and a method for controlling the thermodynamic cycle of the heat engine
BR102017008545B1 (en) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE COMPOSED OF FOUR ISOBARIC PROCESSES, FOUR POLYTROPIC PROCESSES WITH REGENERATOR AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE THERMAL ENGINE
BR102018004170A2 (en) CYCLE EXTERNAL COMBUSTION THERMAL ENGINE COMPOSED BY AN ISOCORIC PROCESS, AN ADIABATIC PROCESS AND AN ISOTHERMIC PROCESS AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE THERMAL ENGINE
CN113756874A (en) Steam piston driven linear generator
Zhang et al. A novel spiral regenerator suitable for MICSE and the study on its hybrid thermodynamic cycle
BR102017003822A2 (en) differential cycle thermal motor consisting of two isochoric processes, four isothermal processes and two adiabatic processes and control process for the thermodynamic cycle of the thermal motor
WO2018195628A1 (en) Combined brayton and binary isothermal-adiabatic cycle turbine engine and process for controlling the thermodynamic cycle of the combined cycle turbine engine
WO2018195626A1 (en) Binary-cycle turbine engine comprising three polytropic processes and four adiabatic processes and a method for controlling the thermodynamic cycle of the turbine engine
BR102018068965A2 (en) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE COMPOSED OF TWO ISOCHORIC PROCESSES, TWO POLYTHROPIC PROCESSES, TWO ADIABATIC PROCESSES AND TWO ISOTHERMAL PROCESSES AND THE THERMODYNAMIC MOTOR CYCLE PROCESS

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B25C Requirement related to requested transfer of rights

Owner name: SAULO FINCO (BR/SP) ; VITOR HUGO IOCKHECK (BR/PR)

Free format text: A FIM DE ATENDER A TRANSFERENCIA, REQUERIDA ATRAVES DA PETICAO NO 870200155250 DE 10/12/2020, E NECESSARIO APRESENTAR O DOCUMENTO DE CESSAO ASSINADO PELOS CEDENTES E PELO REPRESENTANTE DA EMPRESA CESSIONARIA. ALEM DISSO, E PRECISO APRESENTAR A GUIA DE CUMPRIMENTO DE EXIGENCIA.

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: TSE DYNAMICS S.A. (BR/PR)

B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE A 3A ANUIDADE.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2632 DE 15-06-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.