BR102022004683B1

BR102022004683B1 - Motor de dois tempos, dispositivo de lubrificação e cilindro

Info

Publication number: BR102022004683B1
Application number: BR102022004683-2A
Authority: BR
Inventors: Marco Antonio Moté Soares
Original assignee: Marco Antonio Moté Soares
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-01-24
Also published as: BR102022004683A2; WO2023173188A1

Abstract

MOTOR DE DOIS TEMPOS, DISPOSITIVO DE LUBRIFICAÇÃO E CILINDRO. A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna a dois tempos, um dispositivo de lubrificação (130) e um cilindro de motor de combustão a dois tempos (100) que compreende o dispositivo de lubrificação (130). No motor, o dispositivo de lubrificação (130) define em conjunto com uma porção deslizante de um pistão (110) e uma porção do cilindro (100), uma região de retenção de fluido lubrificante (160), em que o dispositivo de lubrificação (130) fornece fluido lubrificante para a região de retenção de fluido lubrificante (160).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna de dois tempos, um dispositivo de lubrificação e um cilindro que compreende o dispositivo de lubrificação. Particularmente, presente invenção refere-se a um motor de combustão interna de dois tempos que compreende um dispositivo de lubrificação, um cilindro de motor de dois tempos que compreende um dispositivo de lubrificação e um dispositivo de lubrificação.

Descrição do Estado da Técnica

[0002] Motores de dois tempos são motores de combustão interna conhecidos por possuírem construção interna simples e boa relação potência-peso quando comparados com motores de quatro tempos. Além disso, diferentemente de um motor de quatro tempos, as etapas de funcionamento de motores de dois tempos não são precisamente demarcadas, pois a admissão de gases na câmara de combustão ocorre simultaneamente à exaustão de gases provenientes da combustão do ciclo anterior.

[0003] As características de construção simples de um motor de dois tempos exigem a inclusão de óleo lubrificante diretamente no combustível. A queima de óleo na câmara de combustão do motor, somada ao fato da admissão ser simultânea à exaustão, resulta em gases de exaustão mais poluentes e danosos ao meio ambiente comparados aos gases de exaustão de motores de quatro tempos.

[0004] Desse modo, o aumento da rigidez nas regulamentações ambientais relacionadas à emissão de gases em motores de combustão interna inviabilizou a fabricação de inúmeros motores de dois tempos que não foram capazes de se adequar a novas leis e regras ambientais.

[0005] Visando adequar motores de dois tempos a novas tendencias de proteção climática, evitar desperdício e aumentar a eficiência de tais motores, inúmeras invenções foram desenvolvidas. Uma solução bastante almejada para melhorar a qualidade dos gases de exaustão de motores de dois tempos é a diminuição ou retirada total do óleo lubrificante do combustível utilizado nesses motores. Nesse sentido, diferentes adaptações internas nos motores precisam ser feitas para possibilitar essa característica.

[0006] Um exemplo de documento do estado da técnica que descreve uma injeção direta de óleo é o CN103174512. Tal documento descreve um motor de dois tempos que compreende um anel de óleo posicionado no cilindro do motor. O anel de óleo descrito compreende três elementos que interagem entre si para proporcionar a lubrificação do pistão em pontos específicos.

[0007] Outro exemplo de documento do estado da técnica que descreve a redução de queima de óleo dentro do cilindro é o CN104088712. Segundo esse documento, o anel raspador de óleo reduz o consumo de óleo do motor de dois tempos ao proporcionar um corpo superior, um corpo inferior e uma ranhura de afundamento com orifício de retorno de óleo.

[0008] Um terceiro exemplo de documento do estado da técnica que descreve um sistema de lubrificação de cilindro para um motor de dois tempos é o documento US9,926,821. No sistema de tal documento, aberturas de fornecimento de óleo lubrificante se abrem na superfície circunferencial interna do cilindro em um ponto inferior a um anel superior de um pistão. As aberturas de suprimento de óleo lubrificante são configuradas para fornecer óleo lubrificante em pontos específicos do cilindro.

[0009] No entanto, as soluções propostas em tais documentos não mantêm o óleo isolado do contato com o combustível e não evita de forma apropriada e desejada a queima de óleo na câmara de combustão. Além disso, as soluções do estado da técnica são pouco eficazes em termos de lubrificação, pois não realizam um controle de uma região onde o óleo é aplicado, mas a aplicação de óleo em pontos específicos e sem restrição ou controle do espalhamento do óleo dentro do cilindro.

Objetivos da Invenção

[0010] Em vista dos problemas descritos no estado da técnica, a presente invenção tem por objetivo proporcionar um motor de combustão interna de dois tempos que evita ou mitiga a queima de fluido lubrificante na câmara de combustão do motor.

[0011] Outro objetivo da presente invenção é realizar uma lubrificação eficiente do cilindro do motor de dois tempos ao evitar desperdício de fluido lubrificante tanto pela sua queima quanto pela sua exaustão, realizar uma aplicação adequada de fluido lubrificante e manter fluido lubrificante na região onde se movimenta o pistão.

[0012] Além disso, um objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo de lubrificação de fácil montagem e substituição tanto do dispositivo quanto dos anéis de segmento e demais componentes do motor.

[0013] Um objetivo adicional da presente invenção é proporcionar um motor de dois tempos com admissão eficiente da mistura ar- combustível através de um elemento de admissão e/ou de uma pluralidade de pás presentes no cárter do motor.

Breve Descrição da Invenção

[0014] A presente invenção refere-se a um motor de combustão a dois tempos, que compreende um cilindro; um pistão disposto de maneira deslizante no interior do cilindro; e um dispositivo de lubrificação compreendido perimetralmente no interior do cilindro. O dispositivo de lubrificação define em conjunto com uma porção deslizante do pistão e uma porção do cilindro, uma região de retenção de fluido lubrificante, em que o dispositivo de lubrificação fornece fluido lubrificante para a região de retenção de fluido lubrificante.

[0015] Opcionalmente, o dispositivo de lubrificação é também configurado para remover o excesso de fluido lubrificante da região de retenção de fluido lubrificante.

[0016] Opcionalmente, o pistão compreende uma cabeça de pistão, uma saia associada a região inferior da cabeça de pistão e um anel de compressão compreendido entre a cabeça de pistão e a saia. O dispositivo de lubrificação compreende um anel de compressão. A região de retenção de fluido lubrificante é definida entre o anel de compressão do dispositivo de lubrificação e o anel de compressão do pistão.

[0017] Opcionalmente, o pistão é configurado para se mover para cima e para baixo dentro do cilindro entre um ponto morto superior e um ponto morto inferior, em que, no ponto morto inferior o anel de compressão do pistão está posicionado adjacentemente ao dispositivo de lubrificação. A região de retenção de fluido lubrificante no ponto morto inferior se encontra com menor volume de fluido lubrificante e que a região de retenção de fluido lubrificante no ponto morto superior se encontra com o maior volume de fluido lubrificante.

[0018] A presente invenção refere-se também a um dispositivo de lubrificação, que compreende uma pluralidade de canaletas; e um anel de óleo configurado para se associar a uma canaleta da pluralidade de canaletas. A associação do anel de óleo com a canaleta da pluralidade de canaletas estabelece um canal de fluido lubrificante perimetral no dispositivo de anéis de segmento.

[0019] Opcionalmente, o anel de óleo compreende um formato de anel com seção transversal em “C” e uma pluralidade de orifícios em sua parede vertical.

[0020] Opcionalmente, o dispositivo de lubrificação compreende ainda um anel de compressão posicionado em uma canaleta da pluralidade de canaletas diferente da canaleta do anel de óleo, em que o anel de compressão compreende um formato de anel com seção transversal retangular, e em que a superfície interna do anel de compressão é uma superfície de ângulo reto configurada para proporcionar o máximo de contato entre o anel de compressão e uma parede de pistão.

[0021] Opcionalmente, o dispositivo de lubrificação compreende ainda anéis de raspagem posicionados em canaletas diferentes entre si e diferentes das canaletas do anel de óleo e do anel de compressão.

[0022] Opcionalmente, os anéis de segmento estão compreendidos na seguinte ordem de cima para baixo com relação ao eixo do dispositivo de lubrificação: primeiro anel de raspagem, anel de óleo, segundo anel de raspagem e anel de compressão.

[0023] Opcionalmente, o dispositivo de lubrificação compreende ainda anéis flexíveis posicionados nas canaletas da pluralidade de canaletas entre os anéis de segmento e o dispositivo de lubrificação.

[0024] A presente invenção refere-se também a um cilindro de motor de combustão a dois tempos que compreende o dispositivo de lubrificação; e um pistão posicionado entre uma câmara de combustão e um cárter. O dispositivo de lubrificação é posicionado em uma concavidade presente perimetralmente no cilindro e alinhado com uma porção deslizante do pistão.

[0025] Opcionalmente, o pistão compreende uma cabeça de pistão, um anel de compressão, e uma saia, em que a cabeça de pistão se associa à saia e o anel de compressão está compreendido entre a cabeça de pistão e a saia.

[0026] Opcionalmente, a saia do pistão compreende um corpo isento de orifícios.

[0027] Opcionalmente, o dispositivo de lubrificação compreende um diâmetro interno igual ao diâmetro interno da parede do cilindro.

[0028] Opcionalmente, o cilindro compreende ainda uma pluralidade de pás posicionada no cárter, em que a pluralidade de pás se associa a um virabrequim, em que o virabrequim se associa a uma biela, em que a biela se associa ao pistão, em que a movimentação do pistão move a pluralidade de pás auxiliando a admissão da mistura ar combustível.

[0029] Opcionalmente, a pluralidade de pás compreende pás posicionadas paralelamente entre si e fixadas a um corpo de encaixe, em que o corpo de encaixe compreende um orifício posicionado de forma excêntrica em relação ao encaixe das pás.

[0030] Opcionalmente, o cilindro compreende um elemento de admissão em uma região adjacente ao cárter, em que o elemento de admissão compreende orifícios de entrada e válvulas de palheta.

Breve Descrição dos Desenhos

[0031] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0032] Figura 1 - uma vista em perspectiva de um corte de uma concretização do cilindro da presente invenção;

[0033] Figura 2 - uma vista lateral em corte de uma concretização do cilindro da presente invenção em ponto porto inferior;

[0034] Figura 3 - uma vista frontal em corte de uma concretização do cilindro da presente invenção em ponto porto inferior;

[0035] Figura 4 - uma vista lateral em corte de uma concretização do cilindro da presente invenção em ponto porto superior;

[0036] Figura 5 - uma vista frontal em corte de uma concretização do cilindro da presente invenção em ponto porto superior;

[0037] Figura 6 - uma vista superior em corte de uma concretização do cilindro da presente invenção;

[0038] Figura 7 - uma vista em perspectiva em corte de uma concretização do dispositivo de lubrificação em corte da presente invenção;

[0039] Figura 8 - uma vista em perspectiva em corte de uma concretização do dispositivo de lubrificação em corte da presente invenção;

[0040] Figura 9 - uma vista em perspectiva de uma concretização do anel de óleo da presente invenção;

[0041] Figura 10 - uma vista em perspectiva em corte de uma concretização do anel de óleo em corte da presente invenção;

[0042] Figura 11 - uma vista lateral em corte de uma concretização do anel de óleo da presente invenção;

[0043] Figura 12 - uma vista em perspectiva de uma concretização do anel de óleo da presente invenção;

[0044] Figura 13 - uma vista explodida de uma concretização do pistão da presente invenção;

[0045] Figura 14 - uma vista explodida de uma concretização do pistão da presente invenção;

[0046] Figura 15 - uma vista em perspectiva de uma concretização do pistão e do dispositivo de lubrificação em corte da presente invenção;

[0047] Figura 16 - uma vista em perspectiva de uma concretização do pistão e do dispositivo de lubrificação da presente invenção;

[0048] Figura 17 - uma vista em perspectiva de uma concretização do conjunto biela-virabrequim da presente invenção;

[0049] Figura 18 - uma vista em perspectiva de uma concretização do conjunto biela-virabrequim da presente invenção;

[0050] Figura 19 - uma vista explodida de uma concretização do conjunto biela-virabrequim da presente invenção;

[0051] Figura 20 - uma vista explodida de uma concretização do conjunto biela-virabrequim da presente invenção;

[0052] Figura 21 - uma vista em perspectiva de uma concretização do elemento de admissão da mistura ar-combustível da presente invenção;

[0053] Figura 22 - uma vista em perspectiva de uma concretização do elemento de admissão da mistura ar-combustível da presente invenção; e

[0054] Figura 23 - uma vista em corte de uma concretização do elemento de admissão da mistura ar-combustível da presente invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0055] As figuras 1 a 6 apresentam uma concretização do cilindro 100 da presente invenção. O cilindro 100 da presente invenção compreende uma câmara de combustão 102, um cárter 103, uma vela 104, dois canais de transferência 106, um canal de escape 108, um pistão 110, um dispositivo de lubrificação 130, uma biela 114, um virabrequim 109, um elemento de admissão 140 da mistura ar- combustível e uma pluralidade de pás 150.

[0056] Nessa concretização, o cilindro 100 ilustrado é um cilindro de motor de combustão interna de dois tempos. Nesse caso, o cilindro 100 admite uma mistura de ar-combustível no cárter 103 através do elemento de admissão 140 com auxílio da pluralidade de pás 150, posicionada no cárter 103, e do vácuo gerado pela movimentação do pistão 110.

[0057] A mistura ar-combustível admitida no cárter 103 pelo elemento de admissão 140 é transferida para a câmara de combustão 102 através dos canais de transferência 106 quando o pistão 110 se encontra na posição inferior. Essa posição do pistão 110 libera as aberturas dos canais de transferência 106 na câmara de combustão. Nesse momento, é liberado também o canal de escape 108, por onde ocorre a retirada da mistura resultante da combustão no ciclo anterior, e ainda presente na câmara de combustão 102.

[0058] Quando o pistão 110 sobe, a mistura de ar-combustível é comprimida e, ao atingir um determinado ponto, a vela 104 gera uma faísca que proporciona a combustão da mistura ar-combustível. Nesse momento, como os canais de escape 108 e transferência 106 estão bloqueados pelo pistão 110, o aumento de temperatura da mistura presente na câmara de combustão 102 causa expansão dos gases e movimenta o pistão 110 para baixo, liberando novamente os canais de escape 108 e transferência 106. A movimentação do pistão 110 para baixo cria também um vácuo que puxa a mistura ar-combustível do cárter 103 para a câmara de combustão 102, dando início a um novo ciclo de rotação do pistão 110.

[0059] Como pode ser observado nas figuras 1 a 6, o cilindro 100 é dividido em duas regiões. A primeira é o cárter 103, que admite a mistura ar-combustível através do elemento de admissão 140. A segunda é a câmara de combustão 102, que admite a mistura ar- combustível proveniente do cárter 103 através dos canais de transferência 106 e libera os gases resultantes da combustão através do canal de escape 108. Portanto, os canais de transferência 106 conectam fluidicamente o cárter 103 e a câmara de combustão 102. O canal de escape, por sua vez, conecta fluidicamente a câmara de combustão 102 ao exterior do cilindro para liberação dos gases de escape.

[0060] O pistão 110 é mecanicamente conectado ao virabrequim 109 através da biela 114. A biela 114 é responsável por transformar a movimentação longitudinal do pistão 110 em movimentação de rotação no virabrequim 109. Para tanto, a biela 114 se conecta ao pistão 110 e ao virabrequim 109 por meio de rolamentos 118. Desse modo, a movimentação do pistão 110 pela queima da mistura de ar- combustível movimenta a biela 114 e, consequentemente, gira o virabrequim 109.

[0061] Na presente concretização, o pistão 110 é deslizantemente disposto no interior do cilindro 100 entre a câmara de combustão 102 e o cárter 103. O pistão 110 está alinhado com a parede do cilindro 100 e se move para cima e para baixo, entre um ponto morto superior (figuras 4 e 5) e um ponto morto inferior (figuras 2 e 3), dentro do cilindro 100, ao mesmo tempo em que impede a conexão fluida entre a câmara de combustão 102 e o cárter 103. Desse modo, a conexão fluida entre o cárter 103 e a câmara de combustão 102 ocorre apenas através dos canais de transferência 106.

[0062] Para evitar a troca de gases e líquidos entre a câmara de combustão 102 e o cárter 103 (que deve ocorrer apenas pelos canais de transferência 106), o cilindro 100 da presente invenção compreende o dispositivo de lubrificação 130. O dispositivo de lubrificação 130 é compreendido perimetralmente no interior do cilindro e posicionado em uma concavidade presente perimetralmente no cilindro 110 e alinhado com uma porção deslizante do pistão 110.

[0063] As figuras 7 e 8 ilustram uma concretização do dispositivo de lubrificação 130 da presente invenção. Nessa concretização, o dispositivo de lubrificação 130 compreende um formato de anel cilíndrico com diâmetro interno igual ao diâmetro interno da parede do cilindro 100 (visível nas figuras 1 a 5).

[0064] O dispositivo de lubrificação 130 compreende uma pluralidade de canaletas 1302 dispostas em sua superfície interna. Essas canaletas 1302 são concavidades configuradas para receber anéis de segmento 132, 134, 136 com diferentes finalidades. Na presente concretização, o dispositivo de lubrificação 130 é configurado para compreender os seguintes anéis de segmento 132, 134, 136 na pluralidade de canaletas 1302: um anel de óleo 132, dois anéis de raspagem 134 e um anel de compressão 136.

[0065] Sendo assim, na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende quatro canaletas 1302. Nessa concretização, a canaleta 1302 configurada para receber o anel de óleo 132, nesse caso, a segunda canaleta de cima para baixo com relação ao eixo do dispositivo de lubrificação 130, compreende uma altura maior que as demais. No entanto, em outras concretizações, diferentes alturas podem ser utilizadas para as canaletas 1302, dependendo do tipo e dimensão do anel que cada canaleta 1302 irá receber. Além disso, a quantidade de anéis de segmento compreendida no dispositivo de lubrificação 130 também pode variar, assim como os tipos de anéis de segmento. Desse modo, o número total de canaletas 1302 presentes no dispositivo de lubrificação 130 e suas dimensões podem variar.

[0066] O dispositivo de lubrificação 130 compreende também uma entrada de óleo 1304 e uma saída de óleo 1306. A entrada de óleo 1304 e a saída de óleo 1306 são orifícios presentes no dispositivo de lubrificação 130 na altura da canaleta 1302 configurada para receber o anel de óleo 132. Desse modo, o fluido lubrificante proveniente de fontes externas pode fluir através da entrada de óleo 1304 do dispositivo de lubrificação 130 para o anel de óleo 132. Do mesmo modo, o fluido lubrificante presente no dispositivo de lubrificação 130 pode fluir para fora do dispositivo de lubrificação 130 através da saída de óleo 1306. A entrada de óleo 1304 e a saída de óleo 1306 estão posicionadas em localidades diametralmente opostas do dispositivo de lubrificação 130 e se estendem para fora do dispositivo de lubrificação 130, onde interagem com canais de entrada e saída de óleo (não ilustrados). O fluido lubrificante pode ser fornecido de fontes externas ao cilindro 100 a partir de, por exemplo, uma bomba de fluido lubrificante.

[0067] Na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende dois anéis de raspagem 134. Os anéis de raspagem 134 são responsáveis por remover o excesso de fluido lubrificante em contato com as paredes e manter apenas uma fina camada de fluido lubrificante, espalhando o fluido lubrificante de forma homogênea nas paredes internas do cilindro 100 e uma porção deslizante do pistão 110. Essa fina camada de fluido lubrificante diminui o atrito entre as paredes do cilindro 100 e da porção deslizante do pistão 110.

[0068] Os anéis de raspagem 134 compreendem um formato de anel com seção transversal em forma de trapézio retângulo configurado para se associar com as canaletas 1302 do dispositivo de lubrificação 130. A superfície interna dos anéis de raspagem 134 compreende uma angulação que realiza a remoção e espalhamento do fluido lubrificante conforme mencionado.

[0069] Na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende também o anel de compressão 136. O anel de compressão 136 é responsável por manter a diferença de pressão entre o cárter 103 e a câmara de combustão 102 e impedir ou mitigar a mistura entre o fluido lubrificante introduzido pelo dispositivo de lubrificação 130 e os gases/fluidos presentes no cárter 103.

[0070] O anel de compressão 136 compreende um formato de anel com seção transversal retangular configurado para se associar com a canaleta 1302 do dispositivo de lubrificação 130. A superfície interna do anel de compressão 136 é uma superfície de ângulo reto configurada para proporcionar o máximo de contato entre o anel de compressão 136 e a parede do pistão 110.

[0071] Na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende também o anel de óleo 132. O anel de óleo 132 compreendido no dispositivo de lubrificação 130 está ilustrado na figura 8 e isoladamente em mais detalhes nas figuras 9 a 12.

[0072] O anel de óleo 132 compreende um formato de anel, configurado para se associar com a canaleta 1302, e com seção transversal em “C”. A abertura da seção transversal em “C” é voltada para o lado externo do anel. Desse modo, ao se associar com o dispositivo de lubrificação 130 ou um anel flexível 138, o anel de óleo 132 estabelece um canal de fluido lubrificante perimetral no dispositivo que permite o escoamento do fluido lubrificante e a sua distribuição de forma homogênea perimentralmente ao dispositivo de lubrificação 130.

[0073] Na concretização ilustrada, o anel de óleo 132 compreende uma pluralidade de orifícios 1322 em sua parede vertical. A pluralidade de orifícios 1322 permite o escoamento do fluido lubrificante entre o canal gerado pelo anel de óleo 132 e a região interna do cilindro 100. Esse fluido lubrificante irá interagir com o pistão 110, o cilindro 100 e com os demais anéis de segmento 134, 136.

[0074] Nessa concretização, os orifícios 1322 da pluralidade de orifícios 1322 são dispostos ao longo de toda a parede do anel de óleo 132 e espaçados de forma equidistante. Os orifícios 1322 compreendem um formato retangular com comprimento maior do que a altura. Em outras concretizações, os orifícios 1322 podem apresentar diferentes dimensionamentos, formatos e distâncias entre si.

[0075] Na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende ainda anéis flexíveis 138. Os anéis flexíveis 138 são anéis de material flexível e resistente ao calor, como, por exemplo, um tipo de borracha, cuja finalidade é pressionar os anéis de segmento 132, 134, 136 mantendo-os em constante contato com o pistão 110. Portanto, os anéis flexíveis 138 são anéis posicionados nas canaletas 1302 entre os anéis de segmento 132, 134, 136 e o dispositivo de lubrificação 130.

[0076] O anel flexível 138 associado ao anel de óleo 132 é responsável também por reter o fluido lubrificante no anel de óleo 132, evitando que o fluido lubrificante flua pela folga existente entre o anel de óleo 132 e a canaleta 1302. O anel flexível 138 associado ao anel de óleo 132 compreende também orifícios que permitem a passagem de fluido lubrificante pela entrada de óleo 1304 e pela saída de fluido lubrificante 1306 presentes no dispositivo de lubrificação 130.

[0077] Na concretização ilustrada, o dispositivo de lubrificação 130 compreende os anéis de segmento 132, 134, 136 na seguinte ordem de cima para baixo com relação ao eixo do dispositivo de lubrificação 130: primeiro anel de raspagem 134, anel de óleo 132, segundo anel de raspagem 134 e anel de compressão 136. Essa configuração dos anéis de segmento 132, 134, 136 aumenta a eficiência de utilização de fluido lubrificante no motor, impede ou mitiga a queima de fluido lubrificante junto com a mistura ar-combustível e impede ou mitiga a passagem de fluido lubrificante para o cárter 103.

[0078] Como consequência das características descritas, o dispositivo de lubrificação 130 aumenta a performance do motor, aumenta a eficiência do fluido lubrificante, impede ou reduz a queima de fluido lubrificante e proporciona um motor que produz gases de exaustão menos poluentes.

[0079] As figuras 13 e 14 ilustram uma concretização do pistão 110 associado à biela 114 da presente invenção. O pistão 110 compreende uma cabeça de pistão 112, um anel de compressão 116, um rolamento 118 e uma saia 120.

[0080] A cabeça de pistão 112 é o componente do pistão 110 exposto à câmara de combustão 102 do cilindro 100. Desse modo, a cabeça de pistão 112 é configurada para suportar o calor e a pressão gerados durante a combustão da mistura ar-combustível. Na concretização ilustrada, a superfície da cabeça de pistão 112 exposta à câmara de combustão 102 é uma superfície plana. No entanto, outros formatos de superfície podem ser utilizados.

[0081] A cabeça de pistão 112 compreende também uma rosca 113 configurada para se associar a uma rosca 121 presente na superfície interna da saia 120. Desse modo, as roscas 113, 121 possibilitam a associação da cabeça de pistão 112 com a saia 120. O anel de compressão 116 está compreendido no pistão 110 entre a cabeça de pistão 112 e a saia 120. Através do rosqueamento da saia 120 na cabeça de pistão 112, o anel de compressão 116 é fixado no pistão 110.

[0082] O anel de compressão 116 do pistão 110 tem a mesma finalidade do anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130, manter a diferença de pressão entre o cárter 103 e a câmara de combustão 102. Além disso, o anel de compressão 116 do pistão 110 impede ou mitiga a mistura do fluido lubrificante introduzido pelo dispositivo de lubrificação 130 com os gases/fluidos presentes na câmara de combustão 102. Adicionalmente, o anel de compressão 116 ajuda a dissipar parte do calor do pistão 110 para o cilindro 100, melhorando o controle de temperatura interna do motor.

[0083] O anel de compressão 116 do pistão 110 compreende um formato de anel com seção transversal retangular configurado para se associar com a cabeça do pistão 112 e com a saia 120. A superfície externa do anel de compressão 116 interage com a parede do cilindro 100 durante a movimentação do pistão 110. Desse modo, a parede externa do anel de compressão 116 compreende uma superfície paralela à superfície da parede interna do cilindro 100 de modo a proporcionar o máximo de contato entre o anel de compressão 116 e a parede do cilindro 100.

[0084] A saia 120 do pistão 110 compreende a porção deslizante do pistão e possui um formato de anel cilíndrico com diâmetro externo menor que o diâmetro da parede interna do cilindro 100. Além disso, a saia 120 compreende um corpo isento de orifícios em sua superfície. O corpo isento de orifícios da saia 120 impede a passagem do fluido lubrificante para dentro do pistão 110 e para o cárter 103, evitando a queima de fluido lubrificante junto com a mistura ar-combustível.

[0085] As figuras 15 e 16 ilustram o dispositivo de lubrificação 130 em associação com o pistão 110 de acordo com uma concretização da presente invenção. No cilindro 100, o dispositivo de lubrificação 130 é posicionado em uma região próxima a saia 120 do pistão e onde o pistão 110 se movimenta longitudinalmente.

[0086] Como pode ser observado, o anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130 interage com a superfície da saia 120 do pistão 110. Já o anel de compressão 116 do pistão 110 interage com a superfície do cilindro 100 (visível nas figuras 1 a 5). Desse modo, durante o funcionamento do motor, o fluido lubrificante é basicamente mantido na região entre anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130 e o anel de compressão 116 do pistão 110, denominada região de retenção de fluido lubrificante 160. Consequentemente, a presente invenção impede a mistura do fluido lubrificante com a mistura ar-combustível, impedindo também a queima de fluido lubrificante e reduzindo o grau de poluição dos gases de exaustão do motor.

[0087] A região de retenção de fluido lubrificante 160 é definida ente o dispositivo de lubrificação 130 em conjunto com uma porção deslizante ou saia 120 do pistão 110 e uma porção do cilindro 100. Além disso, conforme mencionado, a região de retenção de fluido lubrificante 160 é definida entre o anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130 e o anel de compressão 116 do pistão 110.

[0088] Para o correto funcionamento do motor da presente invenção, a região de retenção de fluido lubrificante 160 recebe fluido lubrificante através do dispositivo de lubrificação 130. Em outras palavras, o dispositivo de lubrificação 130 fornece fluido lubrificante para a região de retenção de fluido lubrificante 160. O dispositivo de lubrificação 130 é também configurado para remover o excesso de fluido lubrificante da região de retenção de fluido lubrificante 160.

[0089] A definição da região de retenção de fluido lubrificante 160 pelo motor de dois tempos da presente invenção impede a mistura do fluido lubrificante com a mistura ar-combustível, a queima de fluido lubrificante na câmara de combustão e melhora a qualidade dos gases de exaustão do motor de dois tempos.

[0090] Na presente concretização, a movimentação do pistão 110 com relação ao dispositivo de lubrificação 130 ajuda a espalhar o fluido lubrificante nas superfícies em contato, possibilitando a lubrificação das superfícies do pistão 110 e do cilindro 100 onde o fluido lubrificante deve ser aplicado. Ao se movimentar para cima, o pistão 110 carrega o fluido lubrificante distribuído pelo dispositivo de lubrificação 130 ao longo da superfície interna do cilindro 100. Ao retornar para baixo, o anel de compressão 116 do pistão 100 interage com o fluido lubrificante presente na superfície do cilindro 100. Além disso, ao se mover para baixo, o pistão 100, que carrega fluido lubrificante na superfície externa da saia 120, faz com que o fluido lubrificante interaja também com o anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130.

[0091] Durante sua movimentação para cima e para baixo, o pistão 110 atinge o ponto morto superior e o ponto morto inferior. No ponto morto inferior o anel de compressão 116 do pistão 110 está posicionado adjacentemente ao dispositivo de lubrificação 130 e na menor distância do anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130. No ponto morto superior, o anel de compressão 116 do pistão 110 está na maior distância do anel de compressão 136 do dispositivo de lubrificação 130. Desse modo, no ponto morto inferior do pistão, a região de retenção de fluido lubrificante 160 encontra-se com menor volume de fluido lubrificante e, no ponto morto superior do pistão 110, a região de retenção de fluido lubrificante 160 encontra-se com o maior volume de fluido lubrificante. Portanto, a região de retenção de fluido lubrificante 160 possui um volume variável, que aumenta à medida que os anéis de compressão 116, 136 se afastam e diminui à medida que os anéis de compressão 116, 136 se aproximam.

[0092] Os anéis de raspagem 134 do dispositivo de lubrificação 130 controlam a quantidade de fluido lubrificante distribuída nas superfícies da saia 120 do pistão 110 e cilindro 100, e mantém uma maior quantidade de fluido lubrificante entre eles, ou seja, nas proximidades do anel de óleo 132, por onde o fluido lubrificante entra e sai do cilindro 100.

[0093] Ao manter o fluido lubrificante do motor em uma região específica dentro do cilindro e separado da mistura ar-combustível, o fluido lubrificante não é queimado juntamente com a mistura ar- combustível, melhorando a qualidade dos gases de exaustão do motor e permitindo um motor dois tempos atender exigências ambientais contra poluição mais rigorosas.

[0094] As figuras 17 a 20 ilustram a pluralidade de pás 150 da presente invenção em associação com o virabrequim 109 e o virabrequim 109 em associação com a biela 114, através do rolamento 118. Conforme já descrito, a movimentação do pistão 110 move a biela 114, que, por sua vez, proporciona a rotação do virabrequim 109. Na concretização ilustrada, a rotação do virabrequim 109 proporciona a rotação da pluralidade de pás 150.

[0095] A pluralidade de pás 150 é um componente do cilindro 100 que compreende um conjunto de múltiplas pás posicionadas de forma substancialmente paralelas entre si e fixadas a um corpo de encaixe 152. As pás da pluralidade de pás 150 são configuradas para, a partir da rotação da pluralidade de pás 150, auxiliar na admissão da mistura ar-combustível no cárter 103 criando uma diferença de pressão que proporciona o fluxo da mistura ar-combustível para dentro do cárter 103.

[0096] O corpo de encaixe 152 da pluralidade de pás 150 compreende um formato cilíndrico com uma extensão de corpo que compreende um orifício 154, onde se encaixa o eixo do virabrequim 109 que se associa à biela 114. O orifício 154 do corpo de encaixe 152 é posicionado de forma excêntrica em relação ao encaixe das pás. Um segundo eixo do virabrequim é posicionado concentricamente ao encaixe das pás. Desse modo, a movimentação da biela 114 proporciona a rotação do virabrequim 109 e, consequentemente, a rotação da pluralidade de pás 150.

[0097] As figuras 21 a 23 ilustram o elemento de admissão 140 da mistura ar-combustível da presente invenção. O elemento de admissão 140 é posicionado no exterior do cilindro 100 em uma região adjacente ao cárter 103 e é responsável por realizar a admissão da mistura ar-combustível para dentro do cilindro 100.

[0098] Na concretização ilustrada, o elemento de admissão 140 compreende um corpo em forma de “O” com uma extensão retangular que conecta fluidicamente o interior do cilindro 100 com o exterior. A extensão do corpo compreende dois orifícios de entrada 144 por onde passa a mistura de ar-combustível. O elemento de admissão 140 é aberto para dentro do cárter 103 na região do corpo em forma de “O”, como fica evidente na figura 22, onde as setas ilustram a entrada da mistura de ar-combustível no cárter 103 do cilindro 100.

[0099] Em cada orifício de entrada 144, o elemento de admissão 140 compreende uma válvula de palheta 142. A válvula de palheta 142 é uma válvula que compreende uma ou mais palhetas que se abrem para a passagem da mistura ar-combustível no sentido de entrada no elemento de admissão 140, mas se fecham caso haja pressão no sentido oposto, bloqueando a saída da mistura ar-combustível do cilindro 100. A figura 23 mostra o fluxo da mistura ar-combustível para dentro do elemento de admissão 140 através dos orifícios de entrada 144 e das válvulas de palheta 142.

[00100] O elemento de admissão 140 possui simplicidade de fabricação pela simplicidade dos componentes ao mesmo tempo em que permite uma eficiente admissão da mistura ar-combustível para a região interna do cárter 103 do cilindro 100.

[00101] Tendo sido descritos exemplos de concretização, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão-somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

1. Motor de combustão a dois tempos, caracterizado pelo fato de que compreende: um cilindro (100); um pistão (110) deslizantemente disposto no interior do cilindro (100); e um dispositivo de lubrificação (130) compreendido perimetralmente no interior do cilindro (100), o dispositivo de lubrificação (130) definindo em conjunto com uma porção deslizante do pistão (110) e uma porção do cilindro (100), uma região de retenção de fluido lubrificante (160), em que o dispositivo de lubrificação (130) fornece fluido lubrificante para a região de retenção de fluido lubrificante (160).

2. Motor de dois tempos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de lubrificação (130) é também configurado para remover o excesso de fluido lubrificante da região de retenção de fluido lubrificante (160).

3. Motor de dois tempos, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pistão (110) compreende uma cabeça de pistão (112), uma saia (120) associada a região inferior da cabeça de pistão (112) e um anel de compressão (116) compreendido entre a cabeça de pistão (112) e a saia (120).

4. Motor de dois tempos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de lubrificação (130) compreende um anel de compressão (136), em que a região de retenção de fluido lubrificante (160) é definida entre o anel de compressão (136) do dispositivo de lubrificação (130) e o anel de compressão (116) do pistão (110).

5. Motor de dois tempos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o pistão (110) é configurado para se mover para cima e para baixo dentro do cilindro (100) entre um ponto morto superior e um ponto morto inferior, em que, no ponto morto inferior o anel de compressão (116) do pistão (110) está posicionado adjacentemente ao dispositivo de lubrificação (130).

6. Motor de dois tempos, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a região de retenção de fluido lubrificante (160) no ponto morto inferior se encontra com menor volume de fluido lubrificante e que a região de retenção de fluido lubrificante (160) no ponto morto superior se encontra com o maior volume de fluido lubrificante.

7. Dispositivo de lubrificação (130), caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de canaletas (1302); e um anel de óleo (132) configurado para se associar a uma canaleta da pluralidade de canaletas (1302), em que a associação do anel de óleo (132) com a canaleta da pluralidade de canaletas (1302) estabelece um canal de fluido lubrificante perimetral no dispositivo de anéis de segmento (130).

8. Dispositivo de lubrificação (130), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o anel de óleo (132) compreende um formato de anel com seção transversal em “C” e uma pluralidade de orifícios (1322) em sua parede vertical.

9. Dispositivo de lubrificação (130), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um anel de compressão (136) posicionado em uma canaleta da pluralidade de canaletas (1302) diferente da canaleta do anel de óleo (132), em que o anel de compressão (136) compreende um formato de anel com seção transversal retangular, e em que a superfície interna do anel de compressão (136) é uma superfície de ângulo reto configurada para proporcionar o máximo de contato entre o anel de compressão (136) e uma parede de pistão.

10. Dispositivo de lubrificação (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda anéis de raspagem (134) posicionados em canaletas diferentes entre si e diferentes das canaletas do anel de óleo (132) e do anel de compressão (136).

11. Dispositivo de lubrificação (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que os anéis de segmento (132, 134, 136) estão compreendidos na seguinte ordem de cima para baixo com relação ao eixo do dispositivo de lubrificação (130): primeiro anel de raspagem (134), anel de óleo (132), segundo anel de raspagem (134) e anel de compressão (136).

12. Dispositivo de lubrificação (130), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda anéis flexíveis (138) posicionados nas canaletas da pluralidade de canaletas (1302) entre os anéis de segmento (132, 134, 136) e o dispositivo de lubrificação (130).

13. Cilindro de motor de combustão a dois tempos (100), caracterizado pelo fato de que compreende: o dispositivo de lubrificação (130) como definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 12; e um pistão (110) posicionado entre uma câmara de combustão (102) e um cárter (103), em que o dispositivo de lubrificação (130) é posicionado em uma concavidade presente perimetralmente no cilindro (100) e alinhado com uma porção deslizante do pistão (110).

14. Cilindro (100), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o pistão (110) compreende uma cabeça de pistão (112), um anel de compressão (116), e uma saia (120), em que a cabeça de pistão (112) se associa à saia (120) e o anel de compressão (116) está compreendido entre a cabeça de pistão (112) e a saia (120).

15. Cilindro (100), de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a saia (120) do pistão (110) compreende um corpo isento de orifícios.

16. Cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de lubrificação (130) compreende um diâmetro interno igual ao diâmetro interno da parede do cilindro (100).

17. Cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de pás (150) posicionada no cárter (103), em que a pluralidade de pás (150) se associa a um virabrequim (109), em que o virabrequim (109) se associa a uma biela (114), em que a biela (114) se associa ao pistão (110), em que a movimentação do pistão (110) move a pluralidade de pás (150) auxiliando a admissão da mistura ar combustível.

18. Cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de pás (150) compreende pás posicionadas paralelamente entre si e fixadas a um corpo de encaixe (152), em que o corpo de encaixe (152) compreende um orifício (154) posicionado de forma excêntrica em relação ao encaixe das pás.

19.Cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende um elemento de admissão (140) em uma região adjacente ao cárter (103), em que o elemento de admissão (140) compreende orifícios de entrada (144) e válvulas de palheta (142).