BR112019019421A2 - motor de combustão interna de dois cursos - Google Patents

Abstract

a presente invenção se refere a um motor de combustão interna de dois tempos (700) cujo cárter de motor (701) compreende meios de vedação que, em todos os momentos e sob todas as circunstâncias, confinam o óleo no cárter inferior (703). de acordo com a invenção, o motor de dois tempos (700) usa um combustível gasoso à base de di-hidrogênio e dioxigênio, e libera apenas vapor de água carregado com combustível gasoso não utilizado, um dispositivo para reciclar gases de escape que serve para recuperar o combustível gasoso não utilizado e reinjetar o mesmo na abertura de admissão (712) e na abertura de escape (714).

Description

“MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DE DOIS TEMPOS” [0001] A presente invenção se refere aos campos de transporte e energias renováveis. Mais particularmente, a invenção se refere a um sistema de tração que utiliza energias renováveis para rebocar um veículo e, de preferência, um veículo aquático.

[0002] Deve-se verificar que a expressão “veículo aquático” corresponde neste documento a um veículo que se desloca por hidrovia, seja fluvial ou marítimo.

[0003] Inicialmente, o transporte aquático de mercadorias e pessoas em todas as hidrovias, mas também viagens para atividades profissionais (pesca, vigilância, atividades científicas, policiais e militares, turismo, etc.), bem como passeios de barco, tinha muitas vantagens. De fato, a navegação usa, diretamente no local de uso, energia eólica livre e completamente renovável. Além disso, a navegação também tem a vantagem de não produzir descarga e nenhuma poluição para produzir essa energia ou explorá-la.

[0004] O contexto econômico do século XX, e, em particular, a necessidade de transportar cada vez mais rápido quantidades de mercadorias e/ou pessoas, tornou-se cada vez mais importante ao longo do tempo e levou à substituição do uso de energia eólica através do uso de combustíveis fósseis como uma fonte de energia de deslocamento. Perante essa evolução, as desvantagens de energia eólica que não foi armazenada e cuja disponibilidade é intermitente ou inexistente em determinados canais fluviais se tornaram proibitivas. A seguinte observação é feita, a navegação não está mais de acordo com nossas necessidades atuais e futuras.

[0005] Atualmente, a navegação é usada apenas para lazer e competição; não é mais usada para transporte, especialmente marítimo e fluvial, com o uso, com raras exceções, de combustíveis fósseis como fonte de energia para o deslocamento.

[0006] No entanto, a entrada no século XXI

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2/29 evidenciou um esgotamento de recursos energéticos fósseis que até, então, eram abundantes e às vezes até considerados ilimitados. Essa redução na disponibilidade de combustíveis fósseis se reflete em um aumento constante dos preços em mercados internacionais. Como resultado, o consumo de combustíveis fósseis está tendo um impacto maior no custo de transporte.

[0007] Além disso, o consumo de combustíveis fósseis também impacta o ambiente de saúde pública.

[0008] Por um lado, aceita-se que a combustão de combustíveis fósseis cause poluição direta gerada por combustão de gás (CO2, partículas, etc.). Essas descargas de combustão contribuem para a deterioração de condições ambientais, tal como a redução da camada de ozônio, devido, a saber, à amplificação do efeito estufa, à qualidade do ar, à qualidade das águas fluviais ou marítimas. Essa degradação ambiental, por sua vez, afeta a fauna e a flora. Por sua vez, a saúde pública é impactada por essas degradações ambientais, que são, em particular, fontes de distúrbios respiratórios, cutâneos e metabólicos. Por outro lado, o uso de combustíveis fósseis também envolve a poluição gerada a montante durante sua extração, processamento e transporte e poluição gerada a jusante durante o esgotamento de equipamento.

[0009] Por fim, mesmo que seja um fenômeno pontual, a poluição acidental impacta fortemente o meio ambiente, a fauna e a flora em uma área determinada perto do local do acidente.

[0010] Tendo em vista as desvantagens do uso de combustíveis fósseis como uma fonte de deslocamento, projetos de motorização elétrica movidos a energia solar foram desenvolvidos. Esses projetos permitem considerar soluções viáveis a longo prazo.

[0011] No entanto, no presente momento, a energia solar tem 0 inconveniente de ser intermitente e o armazenamento de energia solar na forma de eletricidade gerada por painéis fotovoltaicos em baterias apresenta vários problemas e não constitui uma solução satisfatória. Se, durante a operação, a produção de eletricidade por painéis fotovoltaicos não for poluente,

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3/29 o armazenamento de eletricidade em baterias não será tão vantajoso.

[0012] Primeiramente, a fabricação de uma bateria é poluente e requer recursos limitados, por exemplo, lítio, cobalto ou manganês. Além disso, uma bateria possui um projeto complexo; pode incluir um eletrólito específico formado por sais complexos, eletrodos formados por óxidos de metal ou grafite, que são todos elementos a serem isolados para reciclagem. A partir desses resultados, torna-se claro que a eliminação/reciclagem de uma bateria não é um ato trivial, mas complexo, consome energia e é poluente.

[0013] Outra solução alternativa foi prevista com o uso de eletrólise e, em particular, o fornecimento de um motor elétrico por uma célula de combustível. No entanto, atualmente, a célula de combustível tem um rendimento de cadeia de energia muito baixo para ser explorado.

[0014] Muitos países, tal como a França, têm extensas hidrovias ou múltiplos acessos marítimos, que são rotas de transporte que já não são utilizadas de modo suficiente. Nesse contexto, a presente invenção visa aproveitar esse transporte. Para esses fins, a presente invenção fornece uma solução para gerar o movimento de um veículo a partir de energias renováveis, quaisquer que sejam as condições meteorológicas.

[0015] Para esse propósito, a requerente deve desenvolver um sistema de tração de um veículo, em que o sistema de tração compreende meios de produção elétrica que alimentam os geradores de gás de combustão. Vantajosamente, os gases de combustão são armazenados em uma unidade de armazenamento pressurizada que fornece um motor térmico, enquanto os meios de produção eléctrica compreendem painéis fotovoltaicos, um gerador eólico e/ou um gerador de marés.

[0016] Mais particularmente, a fim de otimizar a eficiência do sistema de tração, a requerente desenvolveu um motor de combustão de dois tempos adaptado para ser alimentado com uma mistura gasosa.

[0017] Nesse contexto, a invenção se refere a um

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4/29 motor de combustão de dois tempos que compreende urn carter que compreende um cárter superior e um carter inferior que contém óleo para lubrificar um pistão a partir de uma posição neutra baixa até uma posição de compressão, em que o motor de dois tempos compreende meios de vedação que se limitam a qualquer momento e sob, em qualquer circunstância, o óleo no cárter inferior.

[0018] O motor de combustão de dois tempos é caracterizado pelo fato de que o cárter superior compreende, por um lado, uma porta de admissão para a introdução de um combustível gasoso à base de dihidrogênio e oxigênio, e por outro lado, uma porta de escape que, mantendo-se o óleo no cárter inferior, descarrega apenas vapor de água carregado com gás combustível não utilizado, em que a porta de escape é conectada a um dispositivo de recirculação de gases de escape para recuperar o combustível gasoso não consumido e injetá-lo de volta ao nível da porta de admissão. Vantajosamente, o motor de acordo com a invenção torna possível recuperar todo o combustível gasoso que não tenha sido consumido. Como resultado, a eficiência do motor de combustão de dois tempos é otimizada ao mesmo tempo em que se elimina qualquer descarga de poluentes da combustão de combustível e/ou óleo lubrificante de motor.

[0019] De acordo com uma primeira característica da invenção, o dispositivo de reciclagem compreende um trocador de calor que separa o vapor da mistura gasosa que não é consumido por condensação.

[0020] De acordo com uma segunda característica da invenção, os meios de vedação compreendem um membro de vedação formado na parte superior do pistão. O membro de vedação serve para manter o óleo no cárter inferior a partir da posição central neutra inferior do pistão até a porta de admissão e/ou porte de escape.

[0021] De acordo com uma terceira característica da invenção, os meios de vedação compreendem dois elementos de vedação para obstruir, respectivamente, a porta de escape e a porta de admissão.

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Vantajosamente, os elementos de vedação garantem a manutenção do óleo no carter inferior quando o pistão alcança ou excede as portas de admissão e/ou as portas de escape. Mais particularmente, os elementos de vedação são montados lateralmente no pistão e se estendem longitudinalmente em ambos os lados do pistão.

[0022] De acordo com uma quarta característica da invenção, o motor de combustão de dois tempos compreende um misturador disposto a montante da porta de admissão, em que o misturador permite a mistura do di-hidrogênio e do oxigênio, ambos pressurizados, para criar o combustível gasoso adequado para a combustão por termocatálise.

[0023] Vantajosamente, o misturador também compreende uma entrada de ar comprimido para misturar dioxigênio e dihidrogênio com ar comprimido e variar a concentração de dioxigênio e dihidrogênio torna possível modular a velocidade de motor.

[0024] De preferência, o misturador é conectado à porta de através de um duto de admissão. Além disso, deve-se verificar que o combustível gasoso macio consumido na saída do dispositivo de reciclagem é reinjetado através de uma linha de recuperação no misturador.

[0025] De acordo com uma quinta característica da invenção, dentro do carter superior, a porta de escape é posicionada mais alta do que a porta de admissão.

[0026] De acordo com outra modalidade da invenção, os meios de vedação compreendem, no carter inferior, um sistema de expansão que contribui para manter o óleo no cárter inferior a qualquer momento e sob quaisquer circunstâncias.

[0027] Vantajosamente, o membro de vedação e o sistema de expansão cooperam de modo a isolar hermeticamente o cárter superior do cárter inferior a qualquer momento e em quaisquer circunstâncias, evitar que o óleo seja passado a partir do cárter inferior até a câmara de combustão. Isso supera uma das principais desvantagens de um motor de dois

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6/29 tempos convencional que queima óleo na câmara de combustão, rejeitando, assim, resíduos de combustão de óleo que são extremamente poluentes.

[0028] Outras particularidades e vantagens serão observados na descrição detalhada a seguir de duas modalidades exemplificativas não limitantes da invenção ilustradas nas Figuras 1 a 11 no anexo, em que:

[0029] - a Figura 1 corresponde a uma representação de um veículo aquático equipado com um sistema de tração de acordo com a invenção;

[0030] - a Figura 2 é um diagrama que ilustra um sistema de tração de acordo com uma primeira modalidade da invenção;

[0031] - as Figuras 3 a 10 correspondem a uma representação de um motor de gás de dois tempos usado no sistema de tração de acordo com uma segunda modalidade da invenção; e [0032] - a Figura 11 corresponde a uma representação esquemática de um dispositivo para transformar a energia cinética de um fluido em energia mecânica; em que esse dispositivo de transformação equipa o veículo da Figura 1.

[0033] A presente invenção se refere a um sistema de tração 1 de um veículo 2, de preferência, um veículo aquático 2 adaptado para navegar em vias fluviais e/ou marítimas. Vantajosamente, o sistema de tração 1 de acordo com a invenção torna possível alimentar meios de propulsão de um veículo 2, sejam quais forem as condições meteorológicas, de energias renováveis, tais como a energia solar, a energia eólica e também a potência hidráulica de um veículo aquático.

[0034] Nesse sentido, o sistema de tração 1 ilustrado nas Figuras 1 e 2 compreendem meios de produção elétrica 3 de energias renováveis.

[0035] Para esses propósitos, os meios de produção elétrica 3 são adaptados para capturar a energia solar por meio de um painel

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7/29 fotovoltaico 30 e, de preferência, um conjunto 31 de painéis fotovoltaicos 30. No caso particular de um veículo aquático 2, os painéis fotovoltaicos 30 utilizados compreendem um revestimento externo compatível com o uso marítimo, isto é, um revestimento externo, particularmente, resistente a condições de corrosão com alto teor de sal. Os meios de produção elétrica 3 compreendem um conversor 32 na saída dos painéis fotovoltaicos 30 tornando possível produzir eletricidade a uma determinada tensão.

[0036] No exemplo ilustrado na Figura 1, a fim de conferir a exposição máxima aos raios solares, os painéis fotovoltaicos 30 são dispostos no nível de altura com um toldo 20 do veículo 2.

[0037] Deve-se verificar que os painéis fotovoltaicos 30 podem ser equipados além de um sistema de otimização solar, para variar a orientação dos sensores fotovoltaicos. O sistema de otimização solar pode, por exemplo, ser constituído por tomadas adaptadas para variar a inclinação dos painéis fotovoltaicos 30.

[0038] Além disso, para otimizar a produção de eletricidade, os meios de produção elétrica 3 compreendem um dispositivo de energia eólica e um dispositivo hidráulico, respectivamente adaptado para produzir eletricidade, capturando o fluxo de água ou ar circulando nas imediações do veículo aquático 2. Cada dispositivo eólico e hidráulico gera eletricidade por meio de um alternador e é conectado a um conversor 32 de modo a fornecer eletricidade a uma determinada tensão.

[0039] No entanto, o fato de integrar tanto um dispositivo de turbina eólica quanto um dispositivo hidráulico em um veículo 2 apresenta restrições às quais o estado da técnica com relação aos dispositivos eólicos e hidráulicos não propõem uma solução.

[0040] Na verdade, há pelo menos dois tipos de dispositivos de turbina eólica, por um lado, uma turbina eólica denominada “eixo geométrico horizontal”, que é a mais comum e tem pás perpendiculares ao eixo geométrico de rotação e fluxo de ar, e por outro lado, uma turbina eólica

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8/29 denominada eixo geométrico vertical.

[0041] Em ambos os casos, essas turbinas têm um rotor que deve ser colocado o mais alto possível de modo a ser exposto a fluxos de ar regulares e não impactado por turbulência tanto no solo quanto na superfície da água. Além disso, o rotor das turbinas eólicas de eixo geométrico horizontal deve ser disposto mais alto do que suas pás verticais, que devem ser largas o suficiente para acionar a rotação no rotor e no alternador. No entanto, tais recursos são incompatíveis com as restrições de um veículo 2 destinadas ao deslocamento ao mesmo tempo em que captura fluxos de ar com múltiplas orientações de modo a gerar eletricidade.

[0042] Da mesma forma, há vários tipos de um dispositivo hidráulico denominado “turbina de maré” que pode capturar um fluxo de água e gerar eletricidade com o uso de um alternador. Em geral, é uma grande turbina que é girada por um fluxo hidráulico, por exemplo, corrente marítima dos EUA. No entanto, para ser embarcada em um veículo aquático 2, uma turbina deve ter dimensões modestas e ter torque suficiente para permitir a captura de fluxos hidráulicos, qualquer que seja sua orientação.

[0043] Nesse contexto, a requerente desenvolveu uma solução técnica que pode capturar tanto um fluxo de água quanto um fluxo de ar, qualquer que seja sua direção, e canalizar os mesmos em fluxo laminar, e acelerar o fluxo laminar na direção de uma turbina adaptada para acionar um alternador.

[0044] Conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, o sistema de tração 1 está equipado com um dispositivo 33 para transformar energia cinética de um fluxo de fluido 3300 em energia mecânica através de uma turbina 3301, montada rotativamente e adaptada para entrar em rotação em resposta à energia cinética de um fluxo de fluido 3300.

[0045] O fluxo de fluido 3300 é ilustrado na Figura 11 pelas setas orientadas em direção ao dispositivo de transformação 33. Aqui, a turbina 3301, por exemplo, do tipo gaiola de esquilo, isto é, uma turbina que

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9/29 compreende uma roda de pá montada em um eixo geométrico de rotação. O eixo geométrico de rotação está perpendicular ao fluxo de fluido e conectado a um receptor mecânico giratório 3302, tal como um alternador, de modo a transformar a energia rotacional mecânica da turbina 3301 em energia elétrica (ilustrada na Figura 11).

[0046] No exemplo ilustrado na Figura 11, o dispositivo de transformação 33 compreende, por um lado, membros sensores 3303 de fluxo de fluido multidirecional 3300 para detectar um fluxo de fluido 3300, qualquer que seja sua orientação, e por outro lado, meios-guia 3304, de modo de modo a gerar um fluxo e fluido laminar 3305 em direção à turbina 3301. Devese verificar que o fluxo de fluido laminar 3305 é ilustrado na Figura 11 por setas situadas dentro do dispositivo de transformação 33 seguindo os meios-guia na direção da turbina 3301.

[0047] Aqui, os meios-guia 3304 do fluxo de fluido 3300 são, de preferência, horizontais e consistem em uma câmara de múltiplos lados 3306 que se estende de modo horizontal. A câmara de múltiplos lados 3306 é delimitada, por um lado, acima e abaixo, respectivamente, por um andar superior e um andar inferior 3307 que se estendem em uma direção paralela à câmara de múltiplos lados 3306 e, por outro lado, lateralmente por faces laterais 3308 que se estenderão de modo perpendicular até a câmara de múltiplos lados 3306 a uma altura definida.

[0048] Conforme mostrado na Figura 1, tendo em vista a integração do dispositivo de transformação 33 no veículo 2, as faces laterais 3308 da câmara multilateral 3306 se fundem com uma estrutura 21 do veículo 2. No caso de um dispositivo de transformação 33 que atua como uma turbina submersa ou parcialmente submersa, as faces laterais 3308 da câmara multilateral 3306 se fundem com as paredes externas 210 da estrutura 21 do veículo 2 aqui, e o nível do casco 211 do veículo 2 está próximo à linha de flutuação do veículo 2 ou está totalmente submerso abaixo da linha de flutuação do veículo 2.

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10/29 [0049] Por outro lado, no caso de um dispositivo de transformação 33 que atua como uma turbina eólica, o mesmo deve estar disponível no nível de uma estrutura de ar da estrutura 21 do veículo 2, por exemplo, no nível do toldo 20. Nesse caso, as faces laterais 3308 da câmara multilateral 3306 se fundem com as paredes externas laterais 200 do toldo 20.

[0050] No exemplo ilustrado na Figura 11, cada face lateral 3308 compreende um membro sensor 3303 de fluxo de fluido 3300, cada membro sensor 3303 é formado por uma aba móvel 3309 para a rotação sobre um eixo geométrico. O mesmo resulta dessa característica de cada membro sensor 3303 de que o mesmo é montado de modo móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta. Assim, quando o membro sensor 3303 está na posição fechada, o mesmo exerce uma reação mecânica ao fluxo de fluido 3300, particionando a câmara de múltiplos lados 3306. Por outro lado, quando o membro sensor 3303 está na posição aberta, o fluxo de fluido 3300 entra na câmara de múltiplos lados 3306.

[0051] No presente exemplo, o membro sensor 3303 é mecanicamente projetado para se mover de uma posição fechada para uma posição aberta, e vice-versa. Para esse propósito, cada membro sensor 3303 tem um determinado limiar de reação mecânica 3310 ilustrado na Figura 11 por uma seta de reação. Esse limiar de reação mecânica 3310 pode ser condicionado, por exemplo, por meios mecânicos, através de rotação elástica do membro sensor 3303 a partir de seu eixo geométrico. Portanto, quando um fluxo de fluido atinge uma velocidade que é suficiente para se aplicar sobre o membro sensor 3303 uma força maior do que seu limiar de reação mecânica 3310, o membro sensor 3303 se move de sua posição fechada para sua posição aberta. Uma vez que o membro sensor 3303 está na posição aberta, o fluxo de fluido 3300 entra na câmara de múltiplos lados 3306.

[0052] Conforme ilustrado na Figura 11, a câmara de múltiplos lados 3306 inclui um canal-guia 3311 de fluxo de fluido 3300. O canalguia 3311 tem a particularidade de ser delimitado lateralmente, por um lado, por

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11/29 todas as faces laterais 3308 da câmara de múltiplos lados 3306, e, por outro lado, por uma parede interna 3312 que é enrolada em si mesma de modo a seguir a orientação das faces laterais 3308. Para esses propósitos, a parede interna 3312 tem uma primeira seção 3313 conectada a partir de um primeiro lado 3314 até uma face lateral 3308 disposta em uma primeira extremidade 3315 do canal-guia 3311, em que a primeira seção 3313 se estende na direção longitudinal da câmara de múltiplos lados 3306. Uma segunda extremidade 3316 oposta à primeira extremidade 3314 da primeira seção 3313 é conectada a uma segunda seção 3317 da parede interna 3312 que atua como uma junção com uma primeira extremidade 3318 de uma terceira seção 3319 da parede interna 3312. A terceira seção 3319 também se estende na direção longitudinal da câmara de múltiplos lados 3306 até uma segunda extremidade 3320 oposta à primeira extremidade 3318 e na qual a parede interna 3312 é estendida por uma quarta seção 3321 localizada no nível de um segundo lado 3322 do canal-guia 3311. A quarta seção 3321 da parede interna 3312 define uma zona de junção 3323, que marca a extremidade do canal-guia 3311 e se comunica com um canal de aceleração 3324.

[0053] No presente exemplo, o canal de aceleração 3324 se estende longitudinalmente em uma lacuna formada entre a primeira e a terceira seções 3313, 3319 da parede interna 3312 até a turbina 3301 que é posicionada perto da segunda seção 3317 da parede interna 3312. Vantajosamente, a quarta seção 3321 da parede interna 3312 contribui para a redução da seção de uma porta do canal de aceleração 3324 que promove a aceleração de fluxo de fluido laminar 3305 pelo efeito Venturi. Vantajosamente, a aceleração do fluxo de fluido laminar 3305 torna possível aumentar o torque da turbina 3301 e, assim, otimizar a eficiência de produção elétrica do dispositivo de transformação 33.

[0054] Conforme ilustrado na Figura 11, quando o fluxo de fluido 3300 entra na câmara de múltiplos lados 3306 pela face lateral 3308 mais distante do canal de aceleração 3324 localizado no primeiro lado 3315

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12/29 do canal-guia 3311, o fluxo de fluido 3300 é canalizado em fluxo de fluido laminar

3305 e direcionado diretamente para a turbina 3301. Vantajosamente, o canalguia 3311 coopera com o canal de aceleração 3324 de modo a restringir o fluxo de fluido laminar 3305 para produzir urn torque substancialmente em formato de espiral.

[0055] Por outro lado, se o fluxo de fluido 3300 entrar através de uma face lateral 3308 que possui uma ou mais faces laterais 3308 a montante de sua posição, isto é, em direção ao primeiro lado 3315 do canal-guia 3311, nesse caso, em que o fluxo de fluido 3300 entra na câmara multilateral

3306 define primeiro a câmara multilateral 3306 sob pressão, então, o canal-guia 3311 converte o fluxo de fluido 3300 em um fluxo de fluido laminar 3305 e o direciona para a turbina 3301 através do canal de aceleração 3324, enquanto passa através deste último, o fluxo de fluido laminar 3305 é acelerado pelo efeito Venturi, ou seja, pelo estreitamento da porta do canal de aceleração 3324.

[0056] Deve-se verificar que quando um fluxo de fluido 3300, 3305 entra na câmara de múltiplos lados 3306, o fluxo de fluido 3300, 3305 aplica uma pressão interna nos membros sensores 3303, assim, aumentando seu limiar de reação mecânica 3310 para um fluxo de fluido 3300 no exterior. Vantajosamente, essa característica favorece apenas a entrada do fluxo de fluido mais forte 3300 dentro da câmara multilateral 3306. Assim, quando a orientação do maior fluxo de fluido 3300 muda, os membros sensores 3303 reagem: o membro sensor 3303 que corresponde à orientação anterior do fluxo de fluido mais forte 3300 se fecha e, ao mesmo tempo, o novo membro sensor 3303 está localizado no eixo da nova orientação do fluxo de fluido mais forte 3300 e abre para permitir a entrada na câmara de vários lados 3306.

[0057] Conforme ilustrado na Figura 1, a capacidade de capturar um fluxo de fluido 3300 em uma câmara de múltiplos lados 3306 que se estende horizontalmente torna possível ganhar compacidade e promover a superposição de vários dispositivos de transformação 33 um sobre o outro. Aqui, o veículo 2 está equipado com vários dispositivos de transformação 33 dispostos,

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13/29 por um lado, no toldo 20 do veículo 2 e, assim, atuando como uma turbina eólica, o toldo 20 também sendo coberto com painéis fotovoltaicos 30 e, por outro lado, no casco 211 do veículo 2, em que os mesmos atuam como uma turbina de maré.

[0058] O uso de um canal de aceleração 3324 para acelerar o fluxo de fluido laminar 3305 torna possível estimar que a energia elétrica da turbina 3301 segue aproximadamente o “limite de Betz”. Ao usar a fórmula do “limite de Betz”, é possível estimar a potência em watts, principalmente da velocidade do fluido em a seguinte fórmula:

Pw = 16/27 x 1/2 xpxSxV³ com

Pw = watts de potência p = densidade do fluido S = superfície em m² V = velocidade de fluido em m/s [0059] No exemplo ilustrado na Figura 2, a produção de eletricidade útil na saída dos meios de produção elétrica 33 é transmitida para um conversor 32, que abastece eletricidade a uma determinada tensão dos geradores de gás de combustão 4. Aqui, os geradores de gás 4 são formados por células de eletrólise 40, que são organizadas em grupos. De preferência, as células de eletrólise 40 são organizadas em três grupos: um grupo solar 41 que é alimentado pelos painéis fotovoltaicos 30, um grupo eólico 42 que é alimentado por um dispositivo de transformação 33 que atua como uma turbina eólica, e uma unidade hidráulica 43 que é alimentada por um dispositivo de transformação 33 que atua como uma turbina de maré.

[0060] De preferência, cada grupo 41, 42, 43 de células de eletrólise 40 compreende diversas células de eletrólise 40 conectadas paralelamente. Os três grupos 41,42,43 de células de eletrólise 40, também são conectados de modo paralelo entre si.

[0061] Conforme explicado na Tabela 1 abaixo, os

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14/29 meios de produção elétrica 3 tornam possível alimentar três tipos de energias renováveis com pelo menos um grupo 41,42, 43 de células de eletrólise 40 que correspondem à energia renovável que está disponível. A capacidade de gerar eletricidade a partir de três energias renováveis diferentes permite manter a produção de gases de combustão quase continuamente. Cada fonte de energia renovável tem disponibilidade que depende das condições atmosféricas. Aqui, os meios de produção elétrica 3 podem produzir eletricidade de modo quase permanente, superando o problema de intermitência regular de fontes de energias renováveis.

Situação	Fotovoltaica	Eólica	Maré	Armazenamento de gás
Dia Tempo limpo Calma	Forte	Nenhuma Escala de Beaufort <2	Baixa	Forte
Noite Tempo limpo Calma	Nenhuma	Nenhuma Escala de Beaufort <2	Baixa	Baixo
Dia Tempo limpo Agitada	Forte	Média Escala de Beaufort 2 a 4	Média	Forte
Noite Tempo limpo Agitada	Nenhuma	Média Escala de Beaufort 2 a 4	Média	Médio
Dia Coberta Calma	Média	Nenhuma Escala de Beaufort <2	Baixa	Baixo
Noite Coberta Calma	Nenhuma	Nenhuma Escala de Beaufort <2	Baixa	Baixo
Dia Coberta Agitada	Média	Forte Escala de Beaufort >4	Forte	Forte
Noite Coberta Agitada	Nenhuma	Forte Escala de Beaufort >4	Forte	Forte

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15/29 [0062] Nesse exemplo, as células de eletrólise 40 são fornecidas com água de um reservatório ou de um ambiente aquático circundante quando o veículo 2 é aquático.

[0063] Cada grupo 41, 42, 43 de células de eletrólise 40 é dotado de um catalisador ou eletrólito, tal como cloreto de sódio aquoso (NaCI), na forma iônica (Na⁺ (aq), Cl' (aq)) que está naturalmente presente na água do mar.

[0064] Em uma forma conhecida, a eletrólise de água torna possível produzir di-hidrogênio e dioxigênio em forma gasosa de acordo com a equação a seguir:

2H₂O (1)-> O2 (g)+2H₂ (g) [0065] Esses dois gases misturados um com o outro sob pressão têm propriedades de combustão notáveis que se deseja explorar no contexto do sistema de tração 1 da presente invenção.

[0066] No entanto, essas propriedades de combustão nos forçam a isolar o di-hidrogênio e o dioxigênio um do outro e a armazená-los independentemente. Para esse fim, de um modo conhecido durante a eletrólise de água, o dióxido de oxigênio é formado por uma reação de oxidação no ânodo de uma célula de eletrólise 40. Por outro lado, o di-hidrogênio é formado por uma reação de redução no cátodo. Nesse contexto, é possível isolar a produção de di-hidrogênio a partir da produção de dioxigênio, separando-se o cátodo e o ânodo.

[0067] De acordo com esse preceito, por exemplo, cada célula de eletrólise 40 ajustada ao sistema de tração 1 pode consistir em uma câmara preenchida com um eletrólito que corresponde a um líquido eletrolítico aquoso sob pressão.

[0068] Aqui, o líquido eletrolítico aquoso designa água carregada com sais eletrolíticos que favorecem a condutividade e a formação de dioxigênio e a formação de di-hidrogênio.

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16/29 [0069] No presente exemplo, a câmara de cada célula de eletrólise 40 compreende um compartimento transitório equipado, por um lado, com uma fonte de eletrólito que promove as reações de oxidação/redução, e por outro lado, com uma fonte de água quente pressurizada 400 que suplementa a entrada mecânica por pressão diferencial e/ou volume de modo que o eletrólito permaneça dentro da célula de eletrólise 40.

[0070] O compartimento transitório é conectado, por um lado, a um compartimento de ânodo no qual está disposto um eletrodo ou ânodo completamente imerso e, por outro lado, a um compartimento de cátodo no qual é colocado um eletrodo ou cátodo completamente imerso. Verifica-se que o compartimento transitório também permite o fluxo de corrente elétrica entre o ânodo e o cátodo.

[0071] Os compartimentos de cátodo e ânodo compreendem, respectivamente, uma saída de água carregada com dihidrogênio 401 e uma saída de água carregada com dioxigênio 402, as quais estão conectadas a um separador de água/gás adaptado para separar dioxigênio e/ou di-hidrogênio do líquido eletrolítico aquoso. Na saída do separador de água/gás, o di-hidrogênio e o dioxigênio são, respectivamente, enviados para um circuito de compressão/armazenamento 403, 404 que é específico para os mesmos; enquanto o eletrólito retoma um cano de retorno para retornar à câmara da célula de eletrólise 40.

[0072] Conforme ilustrado na Figura 2, cada célula de eletrólise 40 de cada grupo 41, 42, 43 é conectada, por um lado, ao circuito de compressão/armazenamento 403 do di-hidrogênio e, por outro lado, ao circuito de compressão/armazenamento 404 do dioxigênio. Cada circuito de armazenamento 403, 404 torna possível rotear o di-hidrogênio e o dioxigênio, respectivamente, para uma unidade de armazenamento pressurizada 5 dedicada ao mesmo. Desse modo, o sistema de tração 1 inclui uma primeira unidade de armazenamento 50 dedicada ao armazenamento de di-hidrogênio e uma segunda unidade de armazenamento 51 dedicada ao armazenamento de

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17/29 dioxigênio.

[0073] Cada unidade de armazenamento 50, 51 é equipada com um compressor 52 adaptado para comprimir o gás antes de ser armazenado. O compressor 52 é disposto na entrada 53, 54 de um compartimento de armazenamento 55, 56 que inclui uma primeira pressão de segurança para controlar a pressão interna do compartimento de armazenamento 55, 56. A primeira pressão de segurança é programada para acionar um alerta sonoro, por exemplo, quando a pressão se aproxima de um limiar de resistência mecânica predeterminado.

[0074] Além disso, a fim de impedir qualquer quebra acidental do invólucro de armazenamento 55, 56, o mesmo é envolvido por um compartimento de segurança vazio 59, 60 à baixa pressão, por exemplo, a uma pressão inferior a 0,5 MPa (5 bar). O compartimento de segurança é equipado com uma segunda pressão de segurança configurada para eliminar qualquer vazamento, mesmo que mínimo, do compartimento de armazenamento 55, 56. Assim, no caso de uma pequena variação na pressão de um compartimento de segurança 59, 60, detectada pelo último, o último é programado para acionar um alerta, por exemplo, um sinal sonoro, que sinaliza uma pressão anormal do compartimento de segurança 59, 60. Assim, é possível colocar todo o sistema parado, esvaziar o compartimento 59, 60 preocupado com o alerta, localizar a zona de quebra e tratar a mesma.

[0075] Além disso, na saída 57, 58 de cada invólucro de armazenamento 55, 56 é disposta uma válvula de expansão que permite pelo menos a despressurização parcial do gás armazenado antes do mesmo entrar sob uma pressão inferior em um circuito de abastecimento 6 para alimentar um motor térmico 7.

[0076] Conforme indicado acima, através da fórmula da eletrólise de água, essa reação produz duas vezes mais e, portanto, duas vezes mais volume de di-hidrogênio do que o dioxigênio. Esse parâmetro é levado em consideração no projeto do invólucro de armazenamento 55 de di

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18/29 hidrogênio, que tem uma capacidade de armazenamento duas vezes maior do que a capacidade de armazenamento do invólucro de armazenamento 56 do dioxigênio.

[0077] No exemplo ilustrado na Figura 2, o circuito de alimentação 6 compreende um primeiro cano 60 que transporta o di-hidrogênio sob pressão a partir de sua unidade de armazenamento 50 para um misturador 61. De modo paralelo, um segundo cano 62 transmite o dióxido de oxigênio sob sua unidade de armazenamento 51 ao misturador 61. O misturador 61 mistura di-hidrogênio e dioxigênio, os quais são pressurizados de modo a criar uma mistura gasosa adequada para combustão por termocatálise. O misturador 61 também inclui um abastecimento de ar comprimido para permitir que o misturador misture ar comprimido com dioxigênio e di-hidrogênio.

[0078] Vantajosamente, o abastecimento de ar comprimido a uma pressão substancialmente idêntica à do di-hidrogênio e do dioxigênio torna possível variar a riqueza da concentração de combustível da mistura de combustão, a fim de modular a velocidade do motor térmico 7 em 0% quando o motor térmico 7 estiver parado e a 100% quando o motor térmico 7 estiver em velocidade máxima.

[0079] Além disso, o abastecimento de ar comprimido também promove a combustão e a disponibilidade do oxidante adicionando-se dioxigênio ao invólucro de armazenamento de dioxigênio 56 para o dioxigênio naturalmente disponível em ar comprimido.

[0080] Por fim, o abastecimento de ar comprimido prontamente disponível torna possível suplementar, a um custo menor, a volumetria da mistura gasosa necessária para a operação do motor térmico 7.

[0081] Na saída do misturador 61, a mistura gasosa é injetada no motor térmico 7 através de um duto de admissão 63.

[0082] Da mesma forma, como para o invólucro de armazenamento 55, 56, o circuito de abastecimento 6 pode ter um envelope de segurança equipado com um comutador de pressão para cada um desses

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19/29 elementos: os canos 60, 62, o misturador 61 e o duto de admissão 63.

[0083] De acordo com uma primeira modalidade da invenção, o sistema de tração 1 é equipado com um motor térmico padrão 7. O duto de admissão 63 abastece uma entrada 70 do motor térmico 7 com uma mistura gasosa de baixa pressão, de preferência, entre algumas centenas de milibar e alguns bar.

[0084] Vantajosamente, aceita-se que a combustão da mistura gasosa de di-hidrogênio/dioxigênio pressurizado produz apenas vapor de água de acordo com a fórmula abaixo:

H2 (g) + O₂ (g) = H₂O (g) [0085] Di-hidrogênio e dioxigênio são gases de combustão; aqui, o di-hidrogênio desempenha um papel de combustível, enquanto 0 dioxigênio desempenha seu papel usual de oxidante, além do dioxigênio de ar comprimido. Nesse contexto, o escape 71 do motor térmico 7 é vapor de água e uma fração não queimada da mistura gasosa inicialmente introduzida na entrada 70 do motor térmico 7. Para impedir que qualquer gás de escape 71 escape do motor térmico 7 e para otimizar a eficiência do motor térmico 7, o sistema de tração 1 compreende um dispositivo de reciclagem de gases de escape 72, que é disposto no nível do exaustor 71.

[0086] Nesse exemplo, o dispositivo de reciclagem de gases de escape 72 permite capturar, diretamente no exaustor 71 do motor térmico 7, os gases de combustão não consumidos e reinjetá-los no nível da entrada 70 do motor térmico 7. Para essa finalidade, o dispositivo de reciclagem 72 compreende um trocador de calor para condensar os gases de escape para obter água quente entre 70 °C e 90 °C, que é carregada com gases de combustão não consumidos. Para reinjetar os gases de combustão não consumidos no motor de aquecimento 7, o dispositivo de reciclagem 72 é adaptado e separa o vapor dos gases de combustão não consumidos. Nesse exemplo, 0 vapor de água é separado dos gases de combustão não consumidos por condensação. À pressão atmosférica, 0 vapor de água condensa a uma

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20/29 temperatura abaixo de 100 °C, enquanto o di-hidrogênio e o dioxigênio não podem ser condensados à pressão atmosférica a temperaturas positivas.

[0087] A fim de condensar o vapor de água, o dispositivo de reciclagem 72 usa um líquido de transferência de calor. Aqui, o dispositivo de reciclagem 72 consiste em um trocador de calor que usa água fria como um refrigerante. A água fria tem, de preferência, uma temperatura baixa 20 °C e provém de uma linha de abastecimento de água 7200 que é abastecida por uma bomba hidráulica 7201.

[0088] De preferência, no caso de um veículo aquático 2, a bomba hidráulica 7201 aspira água para o ambiente circundante. Para evitar entupir os canos do sistema de tração 1, a filtragem gravimétrica é executada na bomba 7201, por exemplo, através de um filtro de cerâmica de múltiplos níveis.

[0089] Na saída do dispositivo de reciclagem 72, por um lado, o condensador de vapor é descarregado para uma evacuação 7202 que passa através de um primeiro cano de evacuação 7203, enquanto os gases de combustão não consumidos são reinjetados por meio de uma recuperação de conduto 74 no misturador 61. Deve-se verificar que os gases de combustão consumidos são comprimidos na entrada do misturador 61, de modo que o misturador 61 entregue ao duto de admissão 63 uma mistura gasosa homogênea de pressão igual.

[0090] Além disso, a água quente que serviu como um refrigerante para o resfriamento dos gases de escape é coletada na saída do dispositivo de reciclagem 72 e transferida por uma linha de reciclagem 740 para um misturador/válvula 8 de água quente.

[0091] O sistema de tração 1 também compreende um sistema de resfriamento 75 do motor térmico 7. O sistema de resfriamento 75 do motor térmico 7 usa uma circulação de refrigerante para resfriar o motor

7. Aqui, o sistema de resfriamento 75 usa água fria como fluido de refrigeração. Quanto ao dispositivo de reciclagem 72, a água fria tem, de preferência, uma

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21/29 temperatura abaixo de 20 °C e provém de um ramo 7204 da linha de abastecimento de água 7200.

[0092] Na saída do sistema de resfriamento 75, a água quente produzida durante o resfriamento do motor térmico 7 é transferida para o misturador/válvula 8 com água quente através de uma linha de recuperação 7500.

[0093] Nesse contexto, o misturador/válvula de água quente 8 recebe a água quente do sistema de resfriamento 75 do mecanismo de aquecimento 7 e do dispositivo de reciclagem 72, em seguida, transfere a primeira porção de água quente para um circuito de alimentação 80 para os canais de abastecimento de água quente 400 sob células de eletrólise 40.

[0094] O misturador/válvula 8 descarrega uma segunda parte da água morna para uma descarga 7202 através de uma segunda linha de descarga 83.

[0095] Além disso, o sistema de tração 1 compreende um sistema de segurança 9 de chama de retenção, que compreende um primeiro par de válvulas de chama de retenção dispostas na entrada e na saída do misturador 61, uma segunda válvula de retenção flexível de uma chama disposta no nível da entrada 70 e um escape 72 do motor térmico 7 e o terceiro par de válvulas de retenção dispostas na entrada e na saída do trocador do dispositivo de reciclagem 73 dos exaustores.

[0096] O uso de um motor térmico padrão 7 torna possível, por um lado, adaptar facilmente o sistema de tração 1 a uma frota de veículos 2 já em circulação e, por outro lado, tornar reversível um circuito de alimentação 6 adaptado para mudar para um abastecimento de combustível fóssil no caso de uma escassez momentânea de abastecimento de gases de combustão a partir de energias renováveis. No entanto, o uso de um motor térmico padrão apresenta baixa eficiência na conversão da energia dos gases de combustão em energia mecânica.

[0097] Em uma segunda modalidade exemplificativa

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22/29 da invenção ilustrada nas Figuras 3 a 10, a requerente se esforçou para desenvolver um novo motor térmico de dois tempos que preserva as principais vantagens do motor térmico padrão de dois tempos, eliminando suas principais desvantagens.

[0098] Em termos gerais, um motor térmico de dois tempos tem as vantagens de ter uma estrutura mecânica simples que facilita sua manutenção, de ser mais potente, menos pesado e mais leve que um motor a quatro tempos do mesmo deslocamento, de ser utilizável em todas as posições sem modificação substancial, para ter uma ampla gama de uso, baixas velocidades abaixo de 2.000 rpm e velocidades muito altas acima de 30.000 rpm, bom desempenho da ordem de 430 ch/l sem turbo ou compressor e, no caso de motor de injeção direta de dois tempos de baixo consumo de combustível, inferior a 3 1/100 km.

[0099] Apesar de todas essas vantagens, o motor térmico de dois tempos, anteriormente usado de forma ampla, foi gradualmente substituído pelo motor de quatro tempos mais complexo, que é muito menos poluente. De fato, nos motores de dois tempos, dois fenômenos principais geram um escape de poluição significativo, por um lado, muita distância percorrida pelo pistão antes de fechar a porta de escape, o que causa uma perda de combustível não queimado e, por outro lado, emissões de óleos, então, menos queimados que são liberados na atmosfera e provêm de um lubrificante no combustível para lubrificar o cilindro. Isso se deve ao fato de o cárter inferior ser alimentado com o combustível, em que o combustível é pré-comprimido antes de passar pelo cilindro no cárter. Como resultado, o motor de dois tempos não tem lubrificação pela presença de óleo e é mantido no cárter inferior. Portanto, o óleo lubrificante é misturado com o ar e com o combustível.

[0100] Conforme ilustrado nas Figuras 3 a 10, a requerente desenvolveu um motor de combustão de dois tempos 700 que compreende um cárter 701 dividido em dois compartimentos isolados, a qualquer momento e em todas as circunstâncias, entre si. De fato, o cárter 701

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23/29 compreende um cárter superior 702 no qual é formada uma câmara de combustão 7020, e um cárter inferior 703. O cárter superior 702 e o cárter inferior 703 são conectados por um cilindro 704. Nesse exemplo, o cárter inferior 703 é preenchido com óleo de motor que garante a boa lubrificação de um cárter 705, que é disposto dentro do cárter inferior 703. O óleo de motor também serve para lubrificar o pistão 706 que é móvel entre uma posição de repouso na qual o mesmo está posicionado no cilindro 704 entre o cárter superior 702 e o cárter inferior 703, e uma posição de compressão na qual o mesmo alcança o topo 7021 da câmara de combustão 7020. O topo 7021 da câmara de combustão 7020 é localizado no cárter superior 702, oposto ao cárter inferior 703. Durante um ciclo de motor, o pistão 706 se desloca de uma posição para o outro lado por meio de movimento translacional dentro do cilindro 704 do cárter inferior 703 para o topo 7021 da câmara de combustão 7020 e de volta para o cárter inferior 703 para concluir o ciclo de motor.

[0101] Aqui, o cárter 705 é conectado de modo excêntrico ao pistão 706 através de uma haste de conexão 707. A haste 707 é conectada por um elo mecânico que gira, por um lado, de modo axial ao pistão 706 e, por outro lado, de modo excêntrico ao cárter 705 com o auxílio de uma junta de esfera mecânica. Essa conexão mecânica excêntrica da haste de conexão 707 no cárter 705 permite transformar o movimento de translação do pistão 706, durante o ciclo de motor, em movimento rotacional contínuo do cárter 705. Além disso, o cárter 705 é parte integrante de um eixo de rotação que é autoconectado a um receptor mecânico giratório adaptado para acionar meios de propulsão do veículo 2.

[0102] Nesse exemplo, o motor de dois tempos 700 compreende meios de vedação que cooperam com o pistão 706 de modo a isolar hermeticamente o cárter superior 702 do cárter inferior 703 a qualquer momento durante o ciclo de motor e sob quaisquer circunstâncias.

[0103] Vantajosamente, o isolamento do cárter inferior 703 em relação ao cárter superior 702, a qualquer momento e sob qualquer

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24/29 circunstância, torna possível impedir que o óleo do motor presente no carter inferior 703 passe para a câmara de combustão 7020, onde é parcialmente e/ou totalmente queimado e/ou rejeitado nos exaustores. Essa característica, portanto, contribui para a eliminação das emissões de escape de poluentes, uma vez que o óleo do carter inferior 703 nunca passa para a câmara de combustão 7020. Além disso, não é mais necessário introduzir compostos adicionais para lubrificar o cilindro 704 para facilitar o curso do pistão 706 durante o ciclo de motor. Esses compostos adicionais, que foram parcialmente queimados e escaparam do motor, eram uma importante fonte de poluição.

[0104] Devido ao isolamento do carter superior 702 com relação ao carter inferior 703, o motor de dois tempos 700 inclui uma entrada 70 cuja porta de admissão 712 é formada diretamente a partir de um primeiro lado 7022 do cárter superior 702 no nível da combustão câmara 7020. Portanto, não é mais necessário adicionar um lubrificante ao combustível para lubrificar o cilindro 704.

[0105] Vantajosamente, a introdução de uma mistura gasosa pressurizada permite reduzir as dimensões da porta de admissão 712 em comparação com as da porta de admissão de um motor térmico padrão, no contexto da cinemática do pistão 706, o fato de reduzirem as dimensões da porta de admissão 712 otimiza a cooperação entre o pistão 706 e a porta de admissão 712. De fato, é possível posicionar a porta de admissão 712 em uma posição mais ideal para limitar o curso do pistão 706 entre a porta de admissão 712 e uma porta de escape 714 que está disposta acima da porta de admissão de ar. Esse recurso permite limitar o tempo de lavagem da câmara de combustão 7020 por uma mistura gasosa fresca antes de reiniciar o ciclo de motor. Essa característica reduz vantajosamente o consumo de mistura gasosa. Aqui, a porta de admissão 712 é conectada a um duto de entrada 63 através do qual flui um fluxo de um gás pressurizado adaptado para exploração por meio de termocatálise.

[0106] Em uma forma conhecida, durante a operação

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25/29 do motor de dois tempos 700, a temperatura do óleo contido no cárter inferior 703 aumenta e o mesmo se expande. Assim, o volume de óleo contido no cárter inferior 703 expande de 8% a 15% de seu volume frio. Consequentemente, os meios de vedação servem para manter o isolamento hermético entre o cárter inferior 703 e o cárter superior 702, mas também para impedir que o óleo expirado escape pela porta de admissão 712 e/ou pela porta de escape 714. Vantajosamente, os meios de vedação contribuem para impedir que o óleo lubrificante seja rejeitado como escape do motor de dois tempos 700.

[0107] Para esse propósito, os meios de vedação compreendem pelo menos um membro de vedação 710 que equipa o pistão 706, de preferência, na parte superior 711 do pistão 706. Nesse exemplo, o pistão compreende um membro de vedação 710 formado por dois segmentos dispostos próximos um do outro, em que os dois segmentos circundam o pistão 706 em sua porção superior 711.

[0108] O membro de vedação 710 torna possível isolar o cárter inferior 703 do cárter superior 702 a partir da posição do centro morto inferior do pistão (ilustrado na Figura 10) até que o membro de vedação 710 atinja e exceda a porta de admissão 712 e/ou a porta de escape 714 mostradas nas Figuras 4 a 6. Nessa situação da cinemática do pistão 706, para que o óleo não escape do cárter inferior 703, os meios de vedação compreendem dois membros de vedação laterais 710a, 710b. Os membros de vedação laterais 710a, 710b são montados no pistão 706 de modo a obstruir respectivamente a porta de escape 714 e a porta de entrada 712. Para esses fins, os elementos de vedação lateral 710a, 710b se estendem de modo longitudinal em ambos os lados do pistão 706.

[0109] Na prática, os elementos de vedação laterais 710a, 710b são, respectivamente, formados por dois segmentos que se estendem na mesma direção longitudinal, que é perpendicular àquela na qual o membro de vedação 710 está localizado. Por essa configuração, os elementos de vedação laterais 710a, 710b contribuem para confinar o óleo do

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26/29 cárter inferior 703, e, assim, evitam qualquer liberação de poluentes no exaustor do motor de dois tempos 700.

[0110] De acordo com outra modalidade, os elementos de vedação 710a, 710b podem ser substituídos por um sistema de expansão 709, que é formado por uma membrana. A membrana expansível pode ser produzida a partir de um material polimerizado e/ou compósito que tem propriedades decorativas mecânicas. Essas propriedades de deformação mecânicas permitem que a membrana deforme durante o curso para cima e para baixo do pistão 706. Deformando-se, a parte superior da membrana é deformada e/ou expandida de modo a obstruir a porta de admissão 712 e/ou porta de escape: 714. Durante o curso para baixo do pistão 706, a membrana retrai e retorna para seu formato original.

[0111] De acordo com outra modalidade, os membros de vedação 710a, 710b podem ser substituídos por válvulas montadas nas portas de admissão 712 e/ou portas de escape 714. Vantajosamente, quando o membro de vedação 710 alcança e/ou excede as portas de admissão 712 e/ou portas de escape 174, as válvulas são configuradas para obstruir as mesmas.

[0112] Nesse exemplo, o fluxo de gases a partir da pressão corresponde à mistura gasosa de di-hidrogênio/dioxigênio/ar pressurizado que sai do misturador 61 através do duto de admissão 63.

[0113] A fim de gerar a combustão da mistura gasosa, o motor de dois tempos 700 compreende um sistema de ignição 716 adaptado para criar um arco elétrico com capacidade para catalisar termicamente a combustão da mistura gasosa pressurizada e comprimida no ciclo. Aqui, o sistema de ignição 716 é formado por velas de ignição que são dispostas no topo 7021 da câmara de combustão 7020.

[0114] Além disso, o motor de dois tempos 700 tem um escape 71, cuja porta de escape 714 é limpa a partir de um segundo lado 7023 do cárter superior 702, no nível da câmara de combustão 7020. Aqui, no cárter superior 702, a porta de escape 714 está posicionada acima da porta de

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27/29 admissão 712.

[0115] Vantajosamente, a porta de escape 714 compreende um sistema mecânico que permite variar a altura da abertura da porta de escape 714, o que torna possível limitar as perdas de pressão gasosas, em particular, para baixas e médias velocidades de motor. Esse recurso aumenta o torque e a flexibilidade do motor de combustão de dois tempos.

[0116] No presente exemplo, a porta de escape 714 é conectada a um duto de escape 715 que transporta os gases de escape de motor para o dispositivo de reciclagem 72 para recuperar os gases de combustão não consumidos e, em seguida, reinjetá-los no nível de admissão 70.

[0117] O motor de combustão de dois tempos 700 compreende um sistema de resfriamento 75 do cilindro 704. Conforme descrito anteriormente, no caso de um veículo aquático 2, o sistema de resfriamento 75 é um circuito aberto que utiliza a água fria do meio da linha de abastecimento de água 7200 que é alimentada pela bomba hidráulica 7201.

[0118] Em consideração às características do motor de combustão de dois tempos 700 que foram descritas, o ciclo de funil compreende uma etapa de admissão ilustrada na Figura 3. Durante essa etapa de admissão, o pistão 706 está na posição de repouso, assim, deixando a porta de admissão 712 e a porta de escape 714 na posição aberta. A mistura gasosa pressurizada de di-hidrogênio/dióxido de oxigênio entra através da porta de admissão 712 na câmara de combustão 7020. Aqui, o fluxo de gás é mostrado esquematicamente por setas que penetram do duto de admissão 63 para a câmara de combustão 7020.

[0119] O ciclo de motor possui uma etapa ilustrada nas Figuras 4 e 5. Durante essas etapas, o pistão 706 se desloca para a posição de repouso em sua posição de compressão, o pistão 706 se estende em direção ao topo 7021 da câmara de combustão 7020. Os membros de vedação 710 vedam as portas de entrada e de saída 712, 714. Essa característica promove, por um lado, uma boa compressão da mistura gasosa presente na câmara de

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28/29 combustão 7020 e, por outro lado, o segundo membro de vedação 710 localizado na parte inferior 713 do pistão 706 torna possível isolar o carter inferior 703 da admissão de motor 70 quando o pistão 706 está na posição de compressão ou perto da posição de compressão (ilustrada nas Figuras 5 a 7).

[0120] Conforme ilustrado na Figura 6, o ciclo de motor compreende uma etapa de ignição da mistura gasosa que ocorre quando o pistão 706 alcança sua posição de compressão e sua parte superior 711 está localizado nas imediações do topo 7021 da câmara de combustão 7020. Nesse momento, o sistema de ignição 716 gera um arco elétrico que aciona a combustão da mistura de gás comprimido. Aqui, o arco elétrico é simbolizado por uma faísca 717 localizada entre o pistão 706 e o topo 7021 da câmara de combustão 7020.

[0121] A combustão da mistura gasosa é comprimida e seguida por uma etapa de expansão na qual o pistão 706 é impulsionado de volta para a sua posição de repouso pela expansão de gás após a combustão, em que a rotação do carter 707 é causada pela descida da haste de conexão 707 que segue o movimento do pistão 706 (mostrado na Figura 7).

[0122] O exemplo da Figura 8 ilustra uma etapa de exaustão que corresponde ao instante do ciclo de motor no qual o pistão 706 é impulsionado mais para baixo do que a porta de escape 714. A porta de escape, então, permite os gases da combustão e gases de combustão não consumidos a partir da câmara de combustão 7020. Aqui, o gás de escape após a combustão é ilustrado por uma seta na porta de escape 714 que sai da câmara de combustão 7020 em direção ao duto de escape 715.

[0123] Para iniciar um novo ciclo de motor, o ciclo de motor compreende uma etapa de lavagem da câmara de combustão 7020, que é ilustrada nas Figuras 9 e 10. Essa etapa consiste em lavar a porta de escape 714 de gás da combustão do ciclo de motor que termina e substituí-la por uma nova mistura de gás pressurizado. Para esse propósito, essa etapa só é possível quando o pistão 706 é impulsionado para trás abaixo da porta de admissão 712

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29/29 dentro do cilindro 704, uma situação na qual a porta de admissão 712 está aberta e permite a entrada de mistura gasosa (ilustrada por setas).

[0124] Após a etapa de lavagem, um novo ciclo de motor inicia, conforme descrito acima.

[0125] Deve-se verificar que aqui, a mistura gasosa excedente usada para lavar a câmara de combustão 7020 é recoberta no dispositivo de reciclagem 72 para ser reinjetada na porta de admissão 712 (consultar acima). Essa característica permite a eficiência do motor de dois tempos 700 e evita qualquer descarga de poluente subsequente ao ciclo de motor.

[0126] De acordo com outra característica da invenção, tal curso de dois tempos 700 também pode caber em um veículo terrestre, tal como um automóvel.

[0127] No entanto, em determinados casos particulares, por exemplo, um pequeno veículo aquático 2 ou terrestre 2 ou em casos raros em que as condições atmosféricas não permitem uma produção suficiente de di-hidrogênio e dioxigênio para a operação do motor de combustão de dois tempos 700, a produção de di-hidrogênio e dioxigênio pode ser atingida, desembarcada e dessincronizada devido às energias renováveis exploradas na presente invenção.

[0128] Para esse problema, espera-se que, na maneira de um veículo convencional, o usuário desse veículo 2 possa, antes de se deslocar, reabastecer essas unidades de armazenamento 55, 56 com dihidrogênio e dioxigênio sob força gasosa ou na forma de gás liquefeito.

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Motor de combustão de dois tempos (700) que inclui um cárter (701) que tem um cárter superior (702) e um cárter inferior (703) que contém óleo para lubrificar um pistão (706) de uma posição neutra inferior para uma posição de compressão, em que o motor de dois tempos (700) compreende um meio de vedação que confina, a todos os momentos e em todas as circunstâncias, o óleo no cárter inferior (703), caracterizado pelo fato de que o cárter superior (702) compreende, por um lado, uma porta de admissão (712) para introduzir um combustível gasoso à base de di-hidrogênio ou dioxigênio, e, por outro lado, uma porta de escape (714) que, mantendo-se o óleo no cárter inferior (703), descarrega apenas o vapor de água carregado com combustível gasoso não consumido, em que a porta de escape (714) é conectada ao dispositivo de reciclagem de gás de escape (72) recupera o combustível gasoso não consumido e reinjeta o mesmo na porta de admissão (712).
2. 2. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de reciclagem (72) compreende um trocador de calor que separa o vapor da mistura gasosa consumida por meio de condensação.
3. 3. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a vedação compreende um membro de vedação (710) formado na parte superior do pistão (706).
4. 4. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os meios de vedação compreendem dois elementos de vedação (710a, 710b) para obstruir, respectivamente, a porta de escape (714) e a porta de admissão (712).
5. 5. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os elementos de vedação (710a, 710b) são montados lateralmente no pistão (706) e se estendem longitudinalmente em ambos os lados do pistão (706).

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6. 6. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ο mesmo compreende um misturador (61) disposto a jusante da porta de admissão (712), em que o misturador (61) permite a mistura do di-hidrogênio e do dioxigênio; em que todos os combustíveis são pressurizados a fim de criar o combustível gasoso adaptado para a combustão por meio de catálise térmica.
7. 7. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o misturador (61) também compreende uma entrada de ar comprimido para misturar dioxigênio e dihidrogênio com ar comprimido, e que varia a concentração de dioxigênio e dihidrogênio no combustível gasoso.
8. 8. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o misturador (61) é conectado à porta de admissão (712) através de um duto de admissão (70).
9. 9. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o combustível gasoso não consumido na saída do dispositivo de reciclagem (72) é reinjetado através de um duto de recuperação (74) no misturador (61).
10. 10. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, no cárter superior (702), a porta de escape (714) está posicionada acima da porta de admissão (712).
11. 11. Motor de combustão de dois tempos (700), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que os meios de vedação compreendem, no cárter inferior (703), um sistema de expansão (709) que contribui para manter o óleo no cárter (703) a qualquer momento.