BR112014016169B1

BR112014016169B1 - Unidade de vedação de um pistão de um motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112014016169B1
Application number: BR112014016169-0A
Authority: BR
Inventors: Giancarlo Dellora
Original assignee: Fpt Industrial S.P.A
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2020-09-15
Also published as: BR112014016169A8; CN104067034A; EP2610532A1; EP2798245A1; WO2013098051A1; US20150007791A1; RU2600834C2; ES2660231T3; RU2014131478A; EP2798245B1; BR112014016169A2

Abstract

unidade de vedação de um pistão de um motor de combustão interna. a presente invenção se refere a uma unidade de vedação (10) adequada para ser inserida na primeira ranhura (20) de um pistão (20) de um motor de combustão interna. a unidade de vedação (10) de acordo com a invenção compreende um primeiro corpo conformado em anel (10) que define uma primeira seção de lacuna (12) e um segundo corpo conformado em anel (10) que define uma segunda seção de lacuna (12). de acordo com a invenção tais corpos estão em sobreposição de forma que a posição da dita primeira seção (12) é diferente da posição da dita segunda seção (12) em relação a um eixo de referência (101) ao qual os dois corpos (10,10) são coaxiais.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção pertence ao campo da produção de motores de combustão interna. Mais precisamente, a invenção se refere a uma unidade de vedação de um pistão de um motor de combustão interna adequado para prover uma vedação entre a câmara de combustão e o bloco de cilindro. A presente invenção também se refere a um motor de combustão interna compreendendo uma unidade de vedação de acordo com a invenção e também a um veiculo comercial ou industrial compreendendo o dito motor de combustão interna.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Como é conhecido, em motores de combustão interna de ciclo diesel e de ciclo otto, a pressão que se desenvolve nas câmaras de combustão atua diretamente na cabeça dos respectivos pistões, provocando sua batida dentro do correspondente cilindro. A batida do pistão resulta em uma rotação do virabrequim ao qual os pistões em si estão conectados. Assim a ação da pressão nos pistões resulta em torque disponível para o eixo de acionamento.

[0003] Também é conhecido que, de maneira a isolar cada câmara de combustão a partir do bloco de cilindro, anéis de vedação comumente são usados, posicionados em correspondentes ranhuras perimetrais definidas no corpo do pistão. Neste sentido, a Figura 1 é uma vista de perspectiva de um pistão 1 compreendendo uma ranhura dentro da qual um anel de vedação 3 está usualmente posicionado. Os anéis de vedação usualmente usados são sujeitos a altas temperaturas e a forças complexas tanto em termos de sua intensidade quanto da sua direção. Por esta razão eles são interrompidos, ao longo da sua circunferência, em correspondência de uma seção de interrupção 3' ou "seção de lacuna" 3'.

[0004] O número de anéis de vedação, designadamente o número de ranhuras conformadas em anel definidas em um pistão, varia de acordo com o tipo de motor. No caso de motores do ciclo otto, por exemplo, pelo menos uma primeira ranhura e uma segunda ranhura estão definidas no pistão, a segunda ranhura estando em uma posição abaixo da primeira. Assim dois anéis de vedação serão providos.

[0005] No caso de motores de ciclo diesel "rápido", designadamente tendo uma velocidade de rotação de 3000 rpm ou acima, duas ranhuras normalmente são providas abaixo da primeira ranhura nos pistões. Consequentemente pelo menos três anéis de vedação serão providos. Enquanto no caso de motores de ciclo diesel "lento", designadamente tendo uma velocidade de rotação abaixo de 1500 rpm, o número de ranhuras, em adiçao à primeira, pode ser maior ou igual a três. Assim nestes casos um número maior de anéis é provido.

[0006] Em qualquer caso, no entanto, a função principal do anel de vedação inserido na primeira ranhura conformada em anel (designadamente aquele mais próximo da superfície de cabeça do pistão) do pistão é tipicamente de vedação de gás, Enquanto os anéis nas outras ranhuras (segunda, terceira, etc.) também podem ser do tipo raspador ou, de qualquer maneira, também podem ter propósitos adicionais.

[0007] As Figuras 2 e 3 mostram duas modalidades diferentes de anéis de vedação tipicamente inseridos na primeira ranhura conformada em anel. Em particular, os anéis de vedação mostrados em tais figuras mostram uma seção de interrupção (lacuna) substancialmente conformada em Z, designadamente compreendendo uma porção central 5'com uma extensão maior, e duas porções de extremidade 5'' com uma extensão menor que se desenvolve a partir de lados opostos da porção central 5'.

[0008] Mais precisamente, na solução da Figura 2, a porção 5' da seção de lacuna se desenvolve principalmente de acordo com um plano inclinado com relação ao plano horizontal 4 onde o anel fica, enquanto as duas porções de extremidade 5''se desenvolvem de acordo com planos ortogonais ao mesmo plano horizontal 4. Enquanto na solução da Figura 3, a porção 5 da seção de lacuna se desenvolve paralela ao plano horizontal 4 onde o anel fica, enquanto as duas porções de extremidade 5 sempre se desenvolvem de acordo com planos ortogonais ao mesmo plano horizontal 4.

[0009] As duas soluções descritas acima (figuras 2 e 3), devido à orientação das diferentes porções que definem a seção de lacuna, obstruem a passagem de gás entre as duas superficies planas do anel (superfície inferior 6'e superfície superior 6''indicadas nas figuras 2 e 3) . A seção de fenda está definida substancialmente de acordo com uma forma de "labirinto", designadamente ela se desenvolve de acordo com diferentes planos, incidentes entre si, de maneira a obstruir o fluxo de gás em direção ao bloco de cilindro.

[0010] As soluções mostradas nas figuras 2 e 3, bem como outras soluções similares conhecidas no campo, são relativamente eficazes no campo de motores térmicos usados em embarcações ou de qualquer maneira naqueles casos onde diâmetros consideráveis de cilindro/pistão são necessários. Estas soluções, no entanto, são extremamente desvantajosas no caso de motores de potência baixa, designadamente no caso de diâmetros (furos) comumente abaixo de 250 mm. Nestas aplicações, devido às dimensões reduzidas dos anéis de vedação (em consequência no diâmetro reduzido dos pistões) é extremamente dificil definir uma seçao de lacuna tendo uma estrutura de "labirinto" de acordo com o que foi descrito acima. Isto implica, por um lado, em um aumento nos custos, e, por outro lado, uma baixa confiabilidade. Em particular tem sido observado que no caso de motores com furo reduzido, os anéis tradicionais possuem limites tanto em termos de desempenho quanto de consumo de combustível. Neste sentido deve ser notado que uma vedação ineficiente dos gases gerados na câmara de combustão resulta em uma diminuição da potência disponível para o eixo de acionamento.

[0011] A partir destas considerações, surge a necessidade por soluções técnicas alternativas, que permitem superar os limites e as desvantagens mencionados anteriormente conectados aos tradicionais anéis de vedação. Assim a principal tarefa da presente invenção é prover uma unidade de vedação para um pistão de um motor de combustão interna que permite resolver todas as desvantagens mencionadas acima.

[0012] No escopo desta tarefa, um primeiro objetivo da presente invenção é prover uma unidade de vedação que é eficiente para todos os tipos de motor (designadamente independentemente do seu furo). Um objetivo adicional da presente invenção é prover uma unidade de vedação que permite obter uma maior vedação com relação à solução tradicional, designadamente que permite reduzir/cancelar o fluxo de gás a partir da câmara de combustão para o ambiente do bloco de cilindro.

[0013] Não menos importante, o propósito da presente invenção é prover uma unidade de vedação que é confiável e fácil de fabricar em custos competitivos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] A presente invenção assim se refere a uma unidade de vedação de acordo com o que é declarado na reivindicação 1. Em particular, a unidade de vedação possui uma estrutura extremamente simples, obtida através do acoplamento de dois corpos conformados em anel, cada um deles compreendendo uma seção de lacuna definida por um plano tendo uma seção substancialmente radial. A sobreposição dos dois corpos conformados em anel e a posição de deslocamento (não alinhada) das seções de lacuna dos corpos conformados em anel em si definem como um todo uma "estrutura de labirinto" que permite obter uma vedação melhorada da câmara de combustão. Diferentemente da técnica anterior, tal estrutura de labirinto é obtida sem operações de corte precisas e complexas nos corpos conformados em anel, com vantagens consideráveis em termos de custos e confiabilidade.

[0015] O objetivo da presente invenção também é um pistão de acordo com o que é declarado na reivindicação 8. Em particular o pistão é caracterizado pelo fato de que compreende a unidade de vedação de acordo com a invenção que está posicionada na primeira ranhura do pistão de forma que os corpos conformados em anel estão livres para girar dentro da ranhura. Esta solução permite de maneira vantajosa tornar uniforme o desgaste dos corpos conformados em anel e/ou da primeira ranhura que aloja os mesmos. Ao mesmo tempo esta solução torna mais uniforme também a formação de depósitos de carbono em correspondência da primeira ranhura durante a operação normal do motor.

LISTA DAS FIGURAS

[0016] Vantagens e características adicionais serão mais evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção, que é mostrada de uma maneira meramente ilustrativa e de uma forma não limitante nos desenhos anexos, em que:

[0017] - A Figura 1 mostra uma vista de perspectiva de um pistão de um motor de combustão interna compreendendo um anel de vedação do tipo conhecido na técnica;

[0018] - As Figuras 2 e 3 mostram vistas esquemáticas de anéis de vedação do tipo conhecido na técnica;

[0019] - A Figura 4 mostra uma vista explodida de uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção;

[0020] - A Figura 5 mostra a porção da cabeça de pistão compreendendo uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção;

[0021] - A Figura 6 mostra uma vista de seção de uma primeira modalidade de uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção;

[0022] - As Figuras 7, 7A e 7B mostram vistas de seção de modalidades adicionais de uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção;

[0023] - As Figuras 8 e 9 mostram um primeiro modo de bloqueio possivel de uma unidade de vedação de acordo com a presente invenção em uma primeira ranhura conformada em anel de um pistão de um motor de combustão interna. Nas figuras os mesmos números e letras de referência identificam os mesmos elementos ou componentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0024] A presente invenção assim se refere a uma unidade de vedação 10 adequada para ser montada em um pistão de um motor de combustão interna.

[0025] Em particular, a unidade de vedação 10 tem por intenção ser posicionada de maneira operativa dentro de uma primeira ranhura conformada em anel 20'definida no corpo 20 do pistão. Em particular, a expressão "primeira indica a ranhura conformada em anel 20'de um pistão que está mais próximo da cabeça 25 do corpo 20 do pistão em si, como mostrado na Figura 10.

[0026] A unidade de vedação 10 de acordo com a presente invenção compreende um primeiro corpo conformado em anel 10' e um segundo corpo conformado em anel 10'' . O primeiro corpo 10' define uma primeira seção de lacuna 12' a qual substancialmente interrompe a continuidade da forma de anel. A primeira seção de lacuna 12' assim está definida entre duas extremidades 10a do primeiro corpo conformado em anel 10' . De acordo com a invenção cada uma de tais extremidades 10a se desenvolve de um plano radial, designadamente em um plano contendo um eixo de referência 101 em torno do qual o primeiro corpo conformado em anel 10' se desenvolve.

[0027] Do mesmo modo, o segundo corpo 10'' define uma segunda seção de lacuna 12'' a qual substancialmente interrompe a continuidade da forma de anel. Ainda a segunda seção de lacuna 12'' está definida assim entre duas extremidades que faceiam de maneira reciproca 10b do segundo corpo conformado em anel 10''. Ainda neste caso as extremidades 10b do segundo corpo 10'' são planas de maneira radial, designadamente elas se desenvolvem em planos radiais contendo o eixo de referência 101 em torno do qual o segundo corpo conformado em anel 10'' se desenvolve.

[0028] Com referência às figuras 6 e 7, de acordo com a presente invenção, os dois corpos conformados em anel 10', 10''possuem as mesmas dimensões de diâmetro. Isto quer dizer que o diâmetro interno Di e o diâmetro externo De do primeiro corpo conformado em anel 10'coincidem com o diâmetro interno Di'e o diâmetro externo De'do segundo corpo conformado em anel 10''.

[0029] De acordo com a presente invenção, o primeiro corpo 10'está acoplado com o segundo corpo 10'' de forma que os dois corpos são coaxiais com um eixo de referência 101 mostrado na Figura 4. Os dois corpos 10', 10''estão em contato em um plano de contato 102 (mostrado na Figura 5) substancialmente ortogonal ao dito eixo de referência 101. Em particular, de acordo com a invenção, os dois corpos 10', 10''são arranjados de forma que a posição da primeira seção de lacuna 12' do primeiro corpo 10'é diferente da posição da segunda seção de lacuna 12'' do segundo corpo 10''. As posições das seções 12', 12'' são avaliadas com relação ao eixo de referência 101 definido acima.

[0030] Em outras palavras, os dois corpos conformados em anel 10', 10'' são arranjados de forma que as duas seções de lacuna 12', 12''não estão alinhadas, designadamente eles não estão posicionados no mesmo plano. Através deste arranjo particular, o fluxo de gás que passa através da primeira seção de lacuna 12'do primeiro corpo 10' é bloqueado vantajosamente pelo segundo corpo 10''. A sobreposição dos dois corpos 10', 10''e a posição de deslocamento das duas seções 12', 12'' definem, como um todo, uma "estrutura de labirinto" que permite obter uma vedação perfeita da câmara de combustão. Diferentemente da técnica anterior, tal "estrutura de labirinto"é obtida sem operações de corte precisas e complexas nos corpos conformados em anel.

[0031] Pelo contrário, a primeira seção 12'é definida de acordo com um primeiro plano 102' tendo uma seção substancialmente radial, designadamente contendo o eixo de referência 101 em torno do qual o primeiro corpo conformado em anel 10'se desenvolve. Do mesmo modo, também a segunda seção de lacuna 12''é definida de acordo com um segundo plano 102''tendo uma seção substancialmente radial, diferente do primeiro plano 201'e contendo bem como o eixo de referência 101. É evidente que, de maneira a obter tais seções de lacuna 12', 12'', uma operação de corte barata e simples é suficiente.

[0032] De acordo com a presente invenção, ambos os corpos 10', 10''possuem uma seção radial compreendendo pelo menos um lado plano 15 que se desenvolve em um plano substancialmente ortogonal ao dito eixo de referência 101. Os dois corpos conformados em anel 10', 10''estão em sobreposição e são acoplados em correspondência do correspondente lado plano como mostrado nas Figuras 6, 7, 9, 7A, 7B. Tal lado plano substancialmente define o plano de contato 102 indicado acima, em correspondência do qual os dois corpos 10', 10'' são acoplados.

[0033] Sempre de acordo com a invenção pelo menos um dos corpos 10', 10'' intencionado de ocupar uma posição superior na dita primeira ranhura possui uma forma afunilada radial definida parcialmente pelo dito lado plano 15 e parcialmente por pelo menos um lado inclinado 16, oposto ao lado plano 15, que se desenvolve a partir de uma maior altura Hl para uma altura inferior H2 como mostrado nas Figuras 7 e 9. Para os propósitos da presente invenção, a expressão "seção radial" dos ditos corpos 10', 10'' se refere a uma seção avaliada com relação a um plano de seção contendo o dito eixo de referência 101.

[0034] O uso de um corpo conformado em anel (na porção superior da ranhura 20') tendo uma seção radial afunilada permite confinar de maneira vantajosa a formação de depósitos de carbono apenas na ranhura em si. A forma dos corpos conformados em anel 10', 10'' (em termos de forma da seção radial), junto com, de um modo sinérgico, sua mútua posição (em termos da posição mútua das seções de lacuna 12', 12'' dos corpos em si) torna possível que a unidade de vedação 10 garanta uma vedação de gás eficaz da câmara de combustão e, ao mesmo tempo, gerenciar a formação de depósito de carbono de maneira eficaz, acima de tudo no campo de motores de diesel.

[0035] De acordo com outro aspecto particularmente relevante da presente invenção, os dois corpos conformados em anel 10', 10''são acoplados na proximidade do seu lado plano 15 e são bloqueados de maneira reciproca por meio de uma operação de fixação mecânica, tal como por exemplo pressionamento ou soldagem no ponto. A operação de fixação mecânica substancialmente possui o propósito de definir algumas áreas de conexão 39 em correspondência da superfície de contato (lado plano 15) dos dois corpos conformados em anel 10', 10''. Tais áreas de conexão 39 previnem o movimento relativo dos dois corpos 10', 10'', designadamente eles mantêm o último reciprocamente bloqueado de forma que a primeira seção de lacuna (12') do primeiro corpo 10'mantém uma posição fixa com relação à segunda seção (12* ') e vice-versa. Assim a "estrutura de labirinto"definida pelo acoplamento dos dois corpos conformados em anel 10',10''é garantido de maneira vantajosa. Por exemplo, no caso de soldagem, as áreas de conexão 39 são definidas pelas áreas de material de fusão que derivam a partir da soldagem. Tais regiões podem ser semelhantes a ponto, como no caso da soldagem de ponto, mas também podem ser contínuas, que se desenvolve em todo o lado de acoplamento ou pelas zonas.

[0036] Com referência novamente à Figura 4, a primeira seção de lacuna 12'se desenvolve em um primeiro plano radial 102'contendo o eixo de referência 101, enquanto que a segunda seção de lacuna 12''se desenvolve em segundo plano radial 102''. Os dois corpos 10', 10''são preferivelmente acoplados e reciprocamente bloqueados de forma que o ângulo α entre o primeiro 102'e o segundo 102''planos de seção radial está compreendido em uma faixa entre 30° e 180°. O ângulo α mencionado acima é representativo da diferente posição das seções de lacuna 12', 12'' dos corpos conformados em anel 10', 10''.

[0037] Com referência à Figura 5, os gases (indicados pelas setas Fl) gerados na câmara de combustão passam através da primeira seção de lacuna 12' do primeiro corpo 10', mas a sua passagem é obstruída pela presença do segundo corpo 10''. De maneira a alcançar a segunda seção de lacuna 12'', os gases assim são forçados de penetrar entre os dois corpos 10', 10''em contato entre si, perdendo assim a sua intensidade. Este aspecto resulta em uma contenção vantajosa da pressão no bloco de cilindro e, ao mesmo tempo, em um aumento do desempenho do motor, já que a energia do gás não é dissipada, mas, pelo contrário, é transformada em potência útil para o eixo de acionamento. Isto também implica em uma redução vantajosa do consumo de combustível, que pode ser estimada em uma faixa entre 1 e 1,5 ponto percentual.

[0038] As Figuras 6 e 9 se referem a uma primeira modalidade possivel em que o primeiro corpo 10'possui uma seção radial conformada de maneira substancialmente trapezoidal, enquanto que o segundo corpo 10''possui uma seção radial conformada de maneira substancialmente retangular. Deste modo, e graças à forma afunilada do primeiro corpo 10'(corpo superior na ranhura 20'), a seção radial da unidade de vedação 10 como um todo possui uma forma de "trapezoide de ângulo reto", em que o lado inclinado 16 do primeiro corpo 10'é intencionado de facear o lado superior 26'da primeira ranhura 20' do pistão 20. Como já foi mencionado, cada solução permite ao mesmo tempo uma vedação de gás ótima da câmara de combustão e um confinamento da formação de depósito de carbono dentro da primeira ranhura em si 20'.

[0039] Se a unidade de vedação possui a forma mencionada anteriormente (primeiro corpo 10'tendo uma seção radial afunilada e segundo corpo tendo uma seção radial retangular), a primeira ranhura 20'do pistão terá uma seção radial conformada substancialmente em C, de maneira a satisfazer com os micromovimentos dos corpos conformados em anel 10', 10'' dentro da ranhura em si. Tais micromovimentos geram um efeito autolimpante, permitindo assim um melhor gerenciamento da formação de depósito de carbono que deriva a partir da combustão.

[0040] Com referência à Figura 7, de acordo com uma modalidade alternativa, tanto o primeiro corpo 10'quanto o segundo corpo 10''possuem uma seção radial conformada de maneira afunilada/trapezoidal definida por um lado plano 15 e por um lado inclinado 16, oposto ao plano, que se desenvolve a partir de uma maior altura Hl, que corresponde ao diâmetro externo (De, De') dos dois corpos 10', 10'', para uma altura inferior H2, correspondendo, pelo contrário, ao diâmetro interno Di, Di'. Neste caso, os dois corpos 10', 10''são acoplados, em sobreposição e reciprocamente bloqueados em correspondência do seu lado plano 15 de maneira a definir uma seção radial conformada de maneira substancialmente trapezoidal para a unidade de vedação 10, tal seção radial possui substancialmente a forma de um trapézio isosceles, com dois lados inclinados 16, cada um deles intencionado de facear para uma lateral (superior 26'ou inferior 2 6'' ) da primeira ranhura 20'. Esta segunda modalidade é particularmente adequada para motores de diesel os quais operam com uma MEP (Pressão Efetiva Média) maior do que 15 a 16 ou os quais usam combustível pesado. Nestas condições, de fato, é necessário gerar um efeito de autolimpeza entre os anéis e a ranhura, a qual é obtida por micromovimentos dos anéis dentro da ranhura. Neste sentido, tem sido observado que a forma afunilada da seção radial de ambos os corpos conformados em anel 10', 10'' e, qeral, a forma de "trapézio isosceles"da seção radial da unidade de vedação 10 é bastante eficaz para o gerenciamento da formação de depósito de carbono.

[0041] Com referência às figuras 7 e 7A na presença de corpos conformados em anel 10', 10''tendo uma seção afunilada/trapezoidal, a primeira ranhura 20'do pistão 20 pode ter uma seção radial conformada em trapézio isosceles (mostrado na Figura 7), designadamente geometricamente acoplada com a forma da seção radial da unidade de vedação 10 gerada pelo acoplamento dos dois corpos 10', 10'' . Como uma alternativa, a primeira ranhura 20'do pistão pode ter uma seção radial conformada substancialmente em C (mostrado na Figura 7A).

[0042] Os dois corpos conformados em anel 10', 10''da unidade de vedação 10 podem ser feitos de um material comumente usado para fabricar os anéis de vedação do tipo tradicional. Adicionalmente eles podem ser superficialmente revestidos, ou tratados, de maneira a aumentar a resistência ao desgaste de acordo com métodos conhecidos por si só.

[0043] A presente invenção também se refere a um pistão para um motor de combustão interna compreendendo um corpo cilíndrico 20 que se desenvolve em torno de um eixo longitudinal 105 (mostrado na Figura 5) delimitado superiormente por uma superfície de cabeça 25. Tal corpo 20 compreende pelo menos uma primeira ranhura conformada em anel 20'definida em uma posição próxima a tal superfície de cabeça 25. O pistão 20 é caracterizado pelo fato de que contém uma unidade de vedação 10 de acordo com a presente invenção arranjada de maneira operativa dentro da primeira ranhura 20'. Neste sentido, quando a unidade de vedação 10 é inserida na primeira ranhura 20', o eixo longitudinal 105 do pistão 20 está alinhado com o eixo de referência 101 da unidade de vedação 10 como mostrado nas figuras 4 e 5.

[0044] De acordo com a presente invenção, a unidade de vedação 10 é inserida na primeira ranhura 20 do pistão 20 de um modo rotativo, designadamente de forma que os corpos conformados em anel 10', 10''estão livres para girar com relação ao eixo longitudinal 105 do corpo do pistão 20. Em outras palavras, a unidade de vedação está livre para girar com relação à primeira ranhura 20'até um certo grau, o qual de maneira vantajosa permite tornar o desgaste e a formação de depósitos de carbono uniformes. Tal efeito de maneira vantajosa resulta em um aumento da confiabilidade e da vida da unidade de vedação. Ao mesmo tempo, os dois corpos 10', 10''contribuem para a vedação do gás gerado na câmara de combustão e para a raspagem do óleo residual nas paredes do cilindro onde o pistão 20 desliza. Pode ser observado que, enquanto a unidade de vedação 10 está livre para se mover/girar com relação à primeira ranhura 10'onde está alojada, os dois corpos 10', 10''não alteram a sua posição reciproca devido á fixação mecânica que os restringe entre si. Assim a posição angular mútua das seções de lacuna 12', 12'' dos corpos 10', 10''fica inalterada de maneira a garantir a estrutura de labirinto descrita acima.

[0045] Com referência novamente às figuras 6 e 7, como indicado acima, a seção radial da primeira ranhura 20'do pistão pode ter uma seção radial diferente dependendo da geometria da seção radial dos corpos 10', 10''da unidade de vedação 10. A expressão "seção radial"da primeira ranhura 20'indica uma seção avaliada com relação a um plano de seção que contém o eixo longitudinal 105 do pistão (figure 5). A primeira ranhura 20', por exemplo, assim pode ter uma seção radial conformada substancialmente em C (como mostrado na figura 6) ou, como uma alternativa, uma seção radial conformada de maneira substancialmente trapezoidal (como mostrado na figura 7).

[0046] Com referência às figuras 8 e 9, de acordo com uma modalidade possivel, a operação de fixação mecânica dos corpos conformados em anel 10'vedação 10 (figuras 8 e 9) é feita após inserir a unidade de vedação na primeira ranhura 20 '.

[0047] A presente invenção finalmente se refere a um motor de combustão interna compreendendo uma pluralidade de cilindros, em cada um deles um pistão é inserido de maneira deslizante. Tal motor é caracterizado pelo fato de que em pelo menos um dos ditos cilindros um pistão de acordo com a presente invenção é inserido.

[0048] A unidade de vedação de acordo com a invenção permite satisfazer os propósitos definidos acima. Em particular, se comparada com as soluções conhecidas, a unidade de vedação de acordo com a invenção permite obter um isolamento melhorado da câmara de combustão, que resulta em uma menor poluição e em uma menor deterioração do óleo. O isolamento eficaz da câmara de combustão obtido por meio da unidade de vedação descrita acima também permite uma redução da pressão no bloco de cilindro, e em um aumento do desempenho e em uma diminuição do consumo de combustível do motor em si. Ao mesmo tempo, a unidade de vedação de acordo com a invenção permite reduzir de maneira vantajosa a taxa de fluxo de gás que vaza através dos corpos conformados em anel. Tal gás, como é conhecido, precisa ser filtrado de maneira a separar o óleo que ele contém, antes de ser re- circulado para a linha de admissão. A redução de tal taxa de fluxo de gás resulta em uma redução vantajosa da complexidade e dos custos ligados à filtração de gás.

[0049] A unidade de vedação de acordo com a invenção pode ser sujeitada a várias variações ou modificações, sem fugir do escopo da invenção; além disso os detalhes podem ser substituídos por outros gue são tecnicamente equivalentes.

[0050] Na prática, os materiais usados e também as dimensões e as formas podem ser quaisquer, de acordo com as necessidades e com o estado da técnica.

Claims

1. Unidade de vedação (10) para um pistão de um motor de combustão interna adequado para ser inserido em uma primeira ranhura conformada em anel (20') do dito pistão, a unidade incluindo: um primeiro corpo conformado em anel (10') que define uma primeira seção de lacuna (12'); um segundo corpo conformado em anel (10'') que define uma segunda seção de lacuna (12''), o dito segundo corpo (10'') tendo dimensões de diâmetro equivalentes a aquelas do dito primeiro corpo (10'), os ditos corpos (10', 10'') sendo acoplados de forma que eles sejam coaxiais a um eixo de referência (101) e estão em contato em um plano (102) ortogonal ao dito eixo de referência (101), os ditos corpos (10', 10'') sendo arranjados de maneira reciproca de forma que a posição da dita primeira seção (12') seja diferente da posição da dita segunda seção (12''), as ditas posições das ditas seções (12', 12'') sendo avaliadas com relação ao dito eixo de referência (101), os ditos corpos (10', 10'') tendo uma seção radial definida por pelo menos um lado plano (15) ortogonal ao dito eixo de referência (101), os ditos corpos (10', 10'') sendo acoplados em correspondência ao dito pelo menos um lado plano (15), a unidade sendo caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos ditos corpos conformados em anel (10', 10'') tendo uma seção radial conformada em funil definida por um lado inclinado (16) oposto ao dito lado plano (15) que se desenvolve a partir de uma altura superior (Hl) correspondendo ao diâmetro externo (De, De') do corpo, para uma altura inferior (H2), correspondendo ao diâmetro interno (Di, Di') do corpo, a dita seção radial sendo avaliada com relação a um plano que contém o dito eixo de referência (101) .

2. Unidade de vedação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro corpo (10') e o dito segundo corpo (10'') são bloqueados de maneira reciproca através de uma operação de fixação mecânica, de forma que a dita primeira seção (12') mantém uma posição fixa com relação a dita segunda seção (12'') e vice-versa.

3. Unidade de vedação (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito primeiro corpo (10') e o dito segundo corpo (10'') são bloqueados por compressão ou por soldagem de ponto.

4. Unidade de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que tanto o dito primeiro corpo (10') quanto o dito segundo corpo (10'') possuem uma seção radial conformada de forma afunilada definida por um lado plano (15) e por um lado inclinado (16), oposto ao dito lado plano (15), que se desenvolve a partir de uma maior altura (Hl) para uma altura inferior (H2), os ditos corpos (10', 10'') sendo acoplados e em sobreposição em correspondência do seu lado plano (15) de forma que a dita unidade de vedação (10) como um todo possui uma seção trapezoidal radial.

5. Unidade de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o dito primeiro corpo (10') possui uma seção radial conformada de forma afunilada definida por um lado plano (15) e por um lado inclinado (16), oposto ao dito lado plano (15), que se desenvolve a partir de uma maior altura (Hl) para uma altura inferior (H2) e em que o dito segundo corpo (10'') possui uma seção retangular radial, acoplada e em sobreposição em correspondência do seu lado plano (15) de forma que a dita unidade de vedação (10) como um todo possui uma seção com forma trapezoidal de ângulo reto.

6. Unidade de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a dita primeira seção de lacuna (12') se desenvolve em um primeiro plano radial (102') contendo o dito eixo de referência (101) e em que a dita segunda seção de lacuna (12'') se desenvolve em um segundo plano radial (102''), em que os ditos corpos conformados em anel (10', 10'') são arranjados e são bloqueados de maneira reciproca de forma que o ângulo (a) entre o dito primeiro ângulo radial (102') e o dito segundo plano radial (102'') está compreendido em um intervalo entre 30° e 180°.

7. Unidade de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que os ditos corpos (10', 10'') possuem um revestimento de superfície adequado para aprimorar a sua resistência ao desgaste.

8. Pistão para um motor de combustão, o dito pistão compreendendo um corpo cilíndrico (20) que se desenvolve em torno de um eixo longitudinal (105), o dito corpo cilíndrico (20) sendo delimitado superiormente por uma superfície de cabeça (25) e compreendendo uma primeira ranhura (20') em uma posição próxima à dita superfície de cabeça (25), o pistão sendo caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de vedação (10), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, inserida na dita primeira ranhura (20'), a dita unidade de vedação sendo arranjada na dita primeira ranhura (20') de forma que os ditos corpos conformados em anel (10', 10'') estão livres para girar com relação ao dito eixo longitudinal (105) .

9. Pistão, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita primeira ranhura (20') possui uma seção radial conformada em C, avaliada com relação a um plano que contém o dito eixo longitudinal (105) .

10. Pistão, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita primeira ranhura (20') possui uma seção trapezoidal radial, avaliada com relação a um plano que contém o dito eixo longitudinal (105) .

11. Pistão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que os ditos corpos (10', 10'') da dita unidade de vedação (10) são bloqueados de maneira reciproca por meio de uma operação de fixação mecânica após inserir a dita unidade de vedação (10) na dita primeira ranhura (20').

12. Motor de combustão interna compreendendo uma pluralidade de cilindros em cada um deles, um pistão sendo inserido de maneira deslizante, motor sendo caracterizado pelo fato de que em pelo menos um dos ditos cilindros é inserido um pistão, conforme definido nas reivindicações 8 a 11.

13. Veiculo comercial ou industrial caracterizado pelo fato de que compreende um motor de combustão interna, conforme definido na reivindicação 12.