BR112020012686B1 - MECHANISM FOR TRANSFORMING RECIPROCAL MOVEMENT INTO ROTATIONAL OR VICE VERSA AND APPLICATIONS THEREOF - Google Patents
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Abstract
Mechanism for transforming reciprocal to rotational motion or vice versa, and mechanism applications Mechanism for transforming rotating to reciprocating motion, or vice versa, comprising a first annular component (1) and a second annular component (3) coaxially located, the first beside the second, along a longitudinal axis (ÓÓ), wherein both are able to rotate around the longitudinal axis and to reciprocate along the longitudinal axis, wherein side A of the first annular component (1) adjacent to the second annular component (3) is in continuous contact, in at least one point, with the neighbouring side Ga of the second annular component (3), such that the second annular component (3) is able to rotate relative to the first annular component (1) in continuous contact in at least one point with the adjacent side (A) of the first annular component (1), wherein the contacting sides are undulated surfaces (ó, Ga), such that if the first annular component (1) and the second annular component (3) are forced into rotational motion relative to each other, remaining at the same time in continuous contact, then every point of the undulated surfaces (ó, Ga) will trace, relative to the other, an undulated trajectory and at the same will also execute, relative to the other, reciprocating motion. Figure 1.Mechanism for transforming reciprocal to rotational motion or vice versa, and mechanism applications Mechanism for transforming rotation to reciprocating motion, or vice versa, comprising a first annular component (1) and a second annular component (3) coaxially located, the first beside the second , along a longitudinal axis (ÓÓ), wherein both are able to rotate around the longitudinal axis and to reciprocate along the longitudinal axis, wherein side A of the first annular component (1) adjacent to the second annular component (3) is in continuous contact, in at least one point, with the neighboring side Ga of the second annular component (3), such that the second annular component (3) is able to rotate relative to the first annular component (1) in continuous contact in at least one point with the adjacent side (A) of the first annular component (1), wherein the contacting sides are undulated surfaces (ó, Ga), such that if the first annular component (1) and the second annular component (3) are forced into rotational motion relative to each other, remaining at the same time in continuous contact, then every point of the undulated surfaces (ó, Ga) will trace, relative to the other, an undulated trajectory and at the same will also execute, relative to the other, reciprocating motion. Figure 1.
Description
001 A invenção se refere a um mecanismo para transformar movimento recíproco em rotacional ou vice-versa, de acordo com a reivindicação 1. Refere-se também a aplicações para o mecanismo, como em válvulas de controle de fluxo de fluido, em motores de pistão, tais como motores ou bombas / compressores, em automação sistemas bem como em embreagens, diferenciais, dispositivo de aumento-redução da velocidade de rotação / reciprocidade e pares eletromecânicos em geradores de energia / motores elétricos.001 The invention relates to a mechanism for transforming reciprocal movement into rotational or vice versa, according to claim 1. It also refers to applications for the mechanism, such as in fluid flow control valves, in piston engines , such as motors or pumps / compressors, in automation systems as well as in clutches, differentials, rotational speed increase-reduction / reciprocity devices and electromechanical pairs in power generators / electric motors.
002 O recíproco de linha reta mais conhecido e comum para o mecanismo de transformação de movimento rotacional é o pistão - haste do pistão - mecanismo de manivela. Encontra ampla aplicação em motores de pistão (motores ou bombas / compressores) operando geralmente com ar, água (líquido ou vapor), óleo e combustíveis no estado líquido ou gasoso (por exemplo, hidrocarbonetos, hidrogênio, etc.). O controle de fluxo de cada fluido de trabalho é alcançado por válvulas de vários tipos, abrindo e fechando usando muitas maneiras ou mecanismos diferentes (por exemplo, gravidade, molas, hastes, eixo de comando, etc.).002 The most well-known and common straight-line reciprocal for rotational motion transformation mechanism is the piston - piston rod - crank mechanism. It finds wide application in piston engines (engines or pumps/compressors) generally operating with air, water (liquid or vapor), oil and fuels in liquid or gaseous state (e.g. hydrocarbons, hydrogen, etc.). Flow control of each working fluid is achieved by valves of various types opening and closing using many different ways or mechanisms (e.g., gravity, springs, rods, camshaft, etc.).
003 Uma séria desvantagem do mecanismo pistão - haste do pistão - manivela, bem como dos motores nele baseados, é a complexidade e o grande número de peças móveis. O mesmo se aplica também às propriedades cinemáticas relativas à posição, velocidade e aceleração das partes móveis, bem como às vibrações causadas pelas forças inerciais em desenvolvimento. É por isso que equilibrar o mecanismo é fundamental; no entanto, o balanceamento não resolve completamente o problema devido aos harmônicos de ordem superior restantes. Além disso, nos ICEs (Motores de Combustão Interna), uma desvantagem do mecanismo compreende também a incapacidade do pistão de repousar no TDC (Top Dead Centre) e BDC (Bottom Dead Centre) por um determinado intervalo de tempo, a fim de que a combustão para melhorar e a eficiência para aumentar, bem como para permitir tempo adequado para a varredura / lavagem dos gases de escape dos cilindros para ocorrer nos motores de dois tempos, respectivamente.003 A serious disadvantage of the piston - piston rod - crank mechanism, as well as engines based on it, is the complexity and large number of moving parts. The same also applies to kinematic properties relating to the position, speed and acceleration of moving parts, as well as vibrations caused by developing inertial forces. This is why balancing the mechanism is essential; however, balancing does not completely solve the problem due to the remaining higher order harmonics. Furthermore, in ICEs (Internal Combustion Engines), a disadvantage of the mechanism also includes the inability of the piston to rest at TDC (Top Dead Center) and BDC (Bottom Dead Center) for a certain period of time, so that the combustion to improve and efficiency to increase, as well as to allow adequate time for the sweeping/washing of exhaust gases from the cylinders to occur in two-stroke engines respectively.
004 A presente invenção refere-se a um mecanismo simples para transformar o movimento recíproco retilíneo em rotacional, ou vice- versa, sem virabrequim e haste de pistão, podendo também proporcionar a possibilidade de retardar a inversão do movimento nas posições extremas de reciprocidade (TDC e BDC) . Ao mesmo tempo, permite o fornecimento de uma configuração de válvula com aberturas simples para controle de fluxo de fluido. Também se refere a produtos que podem incorporar o referido mecanismo e / ou configuração de válvula com aberturas simples, tais como, e motores a pistão (motores ou bombas / compressores), embreagens, diferenciais, dispositivo de aumento-redução da velocidade de rotação / reciprocidade, pares eletromecânicos em geradores de energia / motores elétricos e automações.004 The present invention refers to a simple mechanism for transforming rectilinear reciprocating movement into rotational, or vice versa, without crankshaft and piston rod, and can also provide the possibility of delaying the inversion of movement in extreme positions of reciprocity (TDC and BDC). At the same time, it allows the provision of a valve configuration with simple ports for fluid flow control. It also refers to products that may incorporate said mechanism and/or valve configuration with simple openings, such as, and piston engines (engines or pumps/compressors), clutches, differentials, rotational speed increase-reduction device/ reciprocity, electromechanical pairs in power generators/electric motors and automations.
005 De acordo com a invenção, é proposto um mecanismo para transformar movimento recíproco em rotacional, ou vice-versa, incluindo um primeiro componente anular e um segundo componente anular coaxialmente montado no primeiro adjacente ao segundo ao longo de um eixo longitudinal, em que ambos são capazes de girar em torno do eixo longitudinal e alternando ao longo do eixo longitudinal, em que o lado do primeiro componente anular adjacente ao segundo componente anular está em contato contínuo, em pelo menos um ponto, com o lado vizinho do segundo componente anular, em que os lados de contato estão superfícies lisas onduladas formadas como um lugar geométrico dos raios passando por curvas suaves onduladas da superfície cilíndrica externa do primeiro e do segundo componentes anulares, começando em sua superfície externa e terminando em sua superfície interna, sendo caracterizadas por n (número natural Φ 0 ) pares repetidos de cristas e vales, em que as referidas cristas / vales são simétricos em relação ao nível definido pelo ponto mais alto / mais baixo da crista / vale (respectivamente) e o eixo longitudinal.005 According to the invention, a mechanism is proposed for transforming reciprocal motion into rotational, or vice versa, including a first annular component and a second annular component coaxially mounted on the first adjacent to the second along a longitudinal axis, wherein both are capable of rotating about the longitudinal axis and alternating along the longitudinal axis, wherein the side of the first annular component adjacent to the second annular component is in continuous contact, at at least one point, with the neighboring side of the second annular component, wherein the contact sides are smooth wavy surfaces formed as a locus of rays passing through smooth wavy curves of the outer cylindrical surface of the first and second annular components, beginning at their outer surface and ending at their inner surface, being characterized by n (natural number Φ 0 ) repeating pairs of ridges and valleys, wherein said ridges/valleys are symmetrical with respect to the level defined by the highest/lowest point of the ridge/valley (respectively) and the longitudinal axis.
006 De acordo com a invenção, as cristas da superfície ondulada do primeiro componente anular podem estar em contato com as cristas da superfície ondulada do segundo componente anular e nesta posição os pontos de contato estão localizados em um plano perpendicular ao eixo longitudinal, em relação às quais as superfícies onduladas do primeiro componente anular e do segundo componente anular são simétricas.006 According to the invention, the crests of the corrugated surface of the first annular component may be in contact with the crests of the corrugated surface of the second annular component and in this position the contact points are located in a plane perpendicular to the longitudinal axis, relative to the which the wavy surfaces of the first annular component and the second annular component are symmetrical.
007 Além disso, as cristas de cada superfície ondulada são menores do que os vales geometricamente semelhantes com uma razão de similaridade de 1: 3, de modo que, quando as cristas entram nos vales da outra, as bordas da crista entram em contato com o ponto mais baixo nos vales da superfície ondulada oposta, sobra espaço livre entre as superfícies onduladas, resultando, quando lubrificado, na obtenção de atrito e minimização do desgaste devido à lubrificação dinâmica.007 Additionally, the crests of each rippled surface are smaller than the geometrically similar valleys with a similarity ratio of 1:3, so that when the crests enter each other's valleys, the edges of the ridge come into contact with the At the lowest point in the valleys of the opposite corrugated surface, free space remains between the corrugated surfaces, resulting, when lubricated, in achieving friction and minimizing wear due to dynamic lubrication.
008 Com o mecanismo proposto, se o primeiro componente anular e o segundo componente anular forem forçados a um movimento de rotação em relação um ao outro, permanecendo ao mesmo tempo em contato contínuo, então cada ponto das superfícies onduladas de contato irá traçar, em relação ao outro, uma trajetória ondulada e irá executar ao mesmo tempo, em relação à outra, um movimento alternativo n-vezes a frequência, em que n é o número de cristas / vales, da frequência de movimento rotacional correspondente, entre um TDC (Top Dead Centre) e um BDC (Bottom Dead Centre), este movimento relativo sendo executado por cada componente conectado firmemente a um dos componentes anulares, enquanto cada componente, por exemplo, um pistão, conectado a um dos componentes anulares, de tal forma que este componente conectado é livre para não seguir a rotação do componente ao qual está conectado, executa movimento alternativo apenas em relação ao outro componente anular de modo que o movimento de rotação é transformado em movimento alternativo do componente com ou sem rotação coexistente, ao passo que, inversamente, o movimento alternativo forçado de um componente anular em relação ao outro é transformado em movimento rotacional do componente com ou sem a coexistência de movimento alternativo.008 With the proposed mechanism, if the first annular component and the second annular component are forced into a rotational movement relative to each other, while remaining in continuous contact, then each point of the wavy contact surfaces will trace, in relation to the other, a wavy trajectory and will execute at the same time, in relation to the other, a reciprocating movement n-times the frequency, where n is the number of crests/valleys, of the corresponding rotational movement frequency, between a TDC (Top Dead Centre) and a BDC (Bottom Dead Centre), this relative movement being executed by each component firmly connected to one of the annular components, while each component, for example a piston, connected to one of the annular components, in such a way that this connected component is free not to follow the rotation of the component to which it is connected, it performs reciprocating motion only relative to the other annular component so that the rotational motion is transformed into reciprocating motion of the component with or without co-existing rotation, whereas, conversely, the forced reciprocating motion of one annular component relative to the other is transformed into rotational motion of the component with or without the coexistence of reciprocating motion.
009 As bordas das cristas e vales das superfícies onduladas dos dois componentes anulares podem ser pontos ou seções retas perpendiculares ao eixo longitudinal, em que se as bordas das cristas e vales forem pontos, no caso de movimento de rotação relativo entre os dois anulares componentes em velocidade constante, geralmente simples e em casos especiais resulta uma reciprocidade harmônica, ao passo que se as bordas das cristas e vales são seções retas, no caso de movimento de rotação relativos entre os dois componentes anulares em velocidade constante, uma reciprocidade resulta com um retardo na reversão do movimento no TDC e BDC proporcional ao comprimento das seções retas. O movimento alternativo será harmônico no caso da propagação plana dessas curvas compreender curvas senoidais sem seções retas nas cristas perpendiculares ao eixo longitudinal.009 The edges of the crests and valleys of the wavy surfaces of the two annular components may be points or straight sections perpendicular to the longitudinal axis, wherein if the edges of the crests and valleys are points, in the case of relative rotational motion between the two annular components in constant speed, generally simple and in special cases a harmonic reciprocity results, whereas if the edges of the crests and valleys are straight sections, in the case of relative rotational movement between the two annular components at constant speed, a reciprocity results with a delay in the reversal of movement in TDC and BDC proportional to the length of the straight sections. The reciprocating movement will be harmonic in the case of the flat propagation of these curves comprising sinusoidal curves without straight sections on the crests perpendicular to the longitudinal axis.
010 Nota 1: No parágrafo anterior, mas também na descrição subsequente, bem como nas reivindicações, sempre que - por razões de simplicidade e brevidade na expressão - referência for feita a "pontos ou seções retas" das bordas do topo e do vale e as “curvas” das superfícies onduladas frontais dos componentes anulares, na realidade, esta referência implica a propagação plana das curvas onduladas das superfícies externas do primeiro, segundo e, sempre que previsto, terceiro componente anular a partir do qual iniciam os raios que formam as adjacentes superfícies onduladas (vizinhas) dos componentes anulares.010 Note 1: In the previous paragraph, but also in the subsequent description as well as in the claims, whenever - for reasons of simplicity and brevity in expression - reference is made to "straight points or sections" of the top and valley edges and the “curves” of the wavy front surfaces of the annular components, in reality, this reference implies the flat propagation of the wavy curves of the external surfaces of the first, second and, whenever provided, third annular components from which the rays that form the adjacent corrugated (neighboring) surfaces of the annular components.
011 Nota 2: Na descrição, bem como nas reivindicações, sempre que for feita referência ao contato "em pelo menos um ponto" entre o primeiro e o segundo ou segundo e terceiro componentes anulares 1 e 2 ou 2 e 3, respectivamente, este ponto pretende denotar a posição. Na verdade, o contato está ocorrendo nas seções retas dos raios formando as superfícies onduladas dos componentes anulares 1, 2 e 3, que, sob carga, se convertem em faixas estreitas, ou seja, praticamente em trapézios estreitos.011 Note 2: In the description, as well as in the claims, whenever reference is made to contact "at at least one point" between the first and second or second and third annular components 1 and 2 or 2 and 3, respectively, this point intended to denote position. In fact, the contact is occurring in the straight sections of the spokes forming the wavy surfaces of the annular components 1, 2 and 3, which, under load, convert into narrow bands, that is, practically into narrow trapezoids.
012 O segundo componente anular pode funcionar como um rotor e o primeiro como um estator ou vice-versa. Na presente descrição, são apresentadas aplicações em que o segundo componente anular funciona como um rotor e o primeiro como estator.012 The second annular component can function as a rotor and the first as a stator or vice versa. In the present description, applications are presented in which the second annular component functions as a rotor and the first as a stator.
013 Um mecanismo adicional é fornecido, em muitas aplicações, forçando o segundo componente anular a ser empurrado para o primeiro componente anular, de modo que as superfícies onduladas de contato estejam em contato contínuo uma em relação à outra.013 An additional mechanism is provided, in many applications, forcing the second annular component to be pushed towards the first annular component so that the corrugated contact surfaces are in continuous contact with respect to each other.
014 As Figuras 1 a 20 mostram o princípio de operação do mecanismo e suas aplicações. Esses desenhos não seguem exatamente os princípios dos desenhos de engenharia mecânica. Estas ilustrações não foram desenhadas em grande detalhe e incluem simplificações, sendo as principais as seguintes: a. As figuras 5 a 13 não mostram vistas, apenas semi-elevações: o arranjo com o rotor e a posição do pistão no TDC aparece à direita e à esquerda, os mesmos no BDC. b. Certos componentes conhecidos do especialista na área são mostrados como uma única parte integrante, no entanto, na realidade, eles são complexos de mais de um componente. c. As peças usuais do motor, conhecidas pelos versados na técnica no campo (por exemplo, parafusos, rolamentos de esferas, buchas, juntas, flanges, etc.) não são mostradas. d. Pequenas linhas axiais indicam que os componentes vizinhos estão firmemente conectados entre si.014 Figures 1 to 20 show the operating principle of the mechanism and its applications. These drawings do not exactly follow the principles of mechanical engineering drawings. These illustrations were not drawn in great detail and include simplifications, the main ones being the following: a. Figures 5 to 13 do not show views, only semi-elevations: the arrangement with the rotor and the piston position in TDC appear on the right and left, the same in BDC. B. Certain components known to the person skilled in the art are shown as a single integral part, however, in reality they are complexes of more than one component. w. Usual engine parts known to those skilled in the art in the field (e.g. screws, ball bearings, bushings, gaskets, flanges, etc.) are not shown. d. Small axial lines indicate that neighboring components are firmly connected to each other.
015 As Figuras 1, 2, 3 e 4 mostram de uma forma simplificada o princípio de operação no qual a presente invenção se baseia, enquanto na Figura 2 (acima) um conjunto simples de válvulas é mostrado de uma forma simplificada, controlando o fluxo de fluido, de acordo com a presente invenção.015 Figures 1, 2, 3 and 4 show in a simplified way the principle of operation on which the present invention is based, while in Figure 2 (above) a simple set of valves is shown in a simplified way, controlling the flow of fluid, according to the present invention.
016 A Figura 5 mostra o cilindro de um motor de pistão tendo um mecanismo de transformação do movimento de acordo com a invenção, válvulas com aberturas, rotor cooperando com um eixo através de uma estria, além de um pistão alternativo enquanto gira.016 Figure 5 shows the cylinder of a piston engine having a movement transformation mechanism according to the invention, valves with openings, rotor cooperating with an axis through a spline, in addition to a reciprocating piston while it rotates.
017 A Figura 6 mostra o cilindro da Figura 5, sendo a diferença que o estator também é uma correia dentada que coopera com o eixo rotativo.017 Figure 6 shows the cylinder in Figure 5, the difference being that the stator is also a toothed belt that cooperates with the rotating axis.
018 A Figura 7 mostra o cilindro da Figura 5, sendo a diferença que o eixo está conectado a uma correia dentada que coopera com o eixo giratório.018 Figure 7 shows the cylinder in Figure 5, the difference being that the shaft is connected to a toothed belt that cooperates with the rotating shaft.
019 A Figura 8 mostra o cilindro de um motor de pistão de combustão interna tendo um mecanismo de transformação do movimento de acordo com a invenção, válvulas convencionais, rotor cooperando com um eixo através de uma ranhura, comando em forma de disco no eixo mais um pistão alternando enquanto gira.019 Figure 8 shows the cylinder of an internal combustion piston engine having a movement transformation mechanism according to the invention, conventional valves, rotor cooperating with a shaft through a groove, disc-shaped control on the shaft plus a piston alternating as it rotates.
020 A Figura 9 mostra o cilindro da Figura 8, com a diferença de que o estator também é uma correia dentada que coopera com o eixo rotativo.020 Figure 9 shows the cylinder in Figure 8, with the difference that the stator is also a toothed belt that cooperates with the rotating axis.
021 A Figura 10 mostra o cilindro da Figura 8, sendo a diferença que o eixo está conectado a uma correia dentada que coopera com o eixo rotativo.021 Figure 10 shows the cylinder in Figure 8, the difference being that the shaft is connected to a toothed belt that cooperates with the rotating shaft.
022 A Figura 11 mostra o cilindro da Figura 8, a diferença sendo que o pistão alterna sem girar.022 Figure 11 shows the cylinder in Figure 8, the difference being that the piston alternates without rotating.
023 A Figura 12 mostra o cilindro da figura 9, a diferença sendo que o pistão alterna sem girar.023 Figure 12 shows the cylinder in figure 9, the difference being that the piston alternates without rotating.
024 A Figura 13 mostra o cilindro da figura 10, a diferença sendo que o pistão alterna sem girar.024 Figure 13 shows the cylinder in figure 10, the difference being that the piston alternates without rotating.
025 A Figura 14 mostra um motor de pistão simétrico de dois cilindros, de efeito duplo, com um mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção, válvulas com aberturas ou convencional, rotor cooperando com um eixo através de uma estria, em que o rotor também é um substituto para o pistão, já que o fluido de trabalho opera entre os dois estatores, o rotor e um corpo cilíndrico.025 Figure 14 shows a two-cylinder, double-acting symmetrical piston engine, with a movement transformation mechanism according to the invention, valves with openings or conventional, rotor cooperating with a shaft through a spline, in which the rotor is also a substitute for the piston, as the working fluid operates between the two stators, the rotor and a cylindrical body.
026 A Figura 15 mostra arranjos multicilindros com base nas Figuras 5 a 14, em que a neutralização absoluta é alcançada das forças inerciais resultantes das massas alternadas do rotor e do pistão.026 Figure 15 shows multi-cylinder arrangements based on Figures 5 to 14, in which absolute neutralization is achieved of the inertial forces resulting from the alternating masses of the rotor and piston.
027 A Figura 16 mostra arranjos de embreagens com base no mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção.027 Figure 16 shows clutch arrangements based on the motion transformation mechanism according to the invention.
028 A Figura 17 mostra arranjos de diferenciais com base no mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção.028 Figure 17 shows differential arrangements based on the motion transformation mechanism according to the invention.
029 A Figura 18 mostra disposições do dispositivo de redução de aumento-redução da velocidade de rotação / reciprocidade com base no mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção.029 Figure 18 shows arrangements of the rotational speed increase-reduction/reciprocity reduction device based on the motion transformation mechanism according to the invention.
030 A Figura 19 mostra o acoplamento de um motor elétrico (gerador de energia / motor elétrico) com dois motores (motores ou bombas / compressores, respectivamente) com base no mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção.030 Figure 19 shows the coupling of an electric motor (power generator / electric motor) with two motors (motors or pumps / compressors, respectively) based on the movement transformation mechanism according to the invention.
031 A Figura 20 apresenta motores baseados no mecanismo de transformação de movimento de acordo com a invenção, com dois cilindros simétricos espelhados, um par de superfícies onduladas por cilindro mais um mecanismo que os força a entrar em contato por pressão e com o auxílio de uma mola.031 Figure 20 shows engines based on the movement transformation mechanism according to the invention, with two mirror-symmetrical cylinders, a pair of corrugated surfaces per cylinder plus a mechanism that forces them into contact by pressure and with the aid of a spring.
032 Na Figura 1, o mecanismo de transformação de movimento é mostrado, de acordo com a invenção, compreendendo um primeiro componente anular 1 e um segundo componente anular 3 coaxialmente localizado, o primeiro ao lado do segundo, ao longo de um eixo longitudinal ΔA, sendo os dois componentes capazes de girar em torno o eixo longitudinal ΔA e reciprocar ao longo do eixo longitudinal ΔA. O lado A do primeiro componente anular 1 adjacente ao segundo componente anular 3 está em contato contínuo em pelo menos um ponto com o lado vizinho rα do segundo componente anular 3, de modo que o segundo componente anular 3 possa se mover em relação ao primeiro componente anular 1 estando em contato contínuo em pelo menos um ponto com o lado vizinho A do primeiro elemento anular 1. Os lados de contato são superfícies onduladas lisas A, rα, moldadas como um lugar geométrico dos raios que passam pelas curvas onduladas α e yα, respectivamente, da superfície cilíndrica externa do primeiro e do segundo componente anular 1, 3, partindo de sua superfície externa e terminando em sua superfície interna e sendo caracterizada por n (número natural ^ 0) pares repetidos de cristas e vales geometricamente semelhantes com uma semelhança proporção 1: 3, em que as cristas / vales são simétricos em relação ao nível definido pelo ponto superior / inferior da crista / vale (respectivamente) e ao eixo longitudinal ΔA. Na Figura 1 a 4, n = 2.032 In Figure 1, the motion transformation mechanism is shown, according to the invention, comprising a first annular component 1 and a second annular component 3 coaxially located, the first next to the second, along a longitudinal axis ΔA, the two components being capable of rotating around the longitudinal axis ΔA and reciprocating along the longitudinal axis ΔA. The side A of the first annular component 1 adjacent to the second annular component 3 is in continuous contact at at least one point with the neighboring side rα of the second annular component 3, so that the second annular component 3 can move relative to the first component annular element 1 being in continuous contact at at least one point with the neighboring side A of the first annular element 1. The contact sides are smooth wavy surfaces A, rα, shaped as a locus of the rays passing through the wavy curves α and yα, respectively, from the outer cylindrical surface of the first and second annular components 1, 3, starting from their outer surface and ending at their inner surface and being characterized by n (natural number ^ 0) repeating pairs of geometrically similar ridges and valleys with a similarity ratio 1:3, in which the crests/valleys are symmetrical with respect to the level defined by the upper/lower point of the crest/valley (respectively) and the longitudinal axis ΔA. In Figure 1 to 4, n = 2.
033 Se o primeiro componente anular 1 e o segundo componente anular 3 são forçados em movimento de rotação um em relação ao outro, permanecendo ao mesmo tempo em contato contínuo, então cada ponto das superfícies onduladas A, rα irá traçar, em relação ao outro, uma trajetória ondulada e irá executar ao mesmo tempo um movimento alternativo com uma frequência n-vezes, em que n é o número de cristas / vales, a frequência de movimento rotacional correspondente, entre um TDC (Top Dead Centre) e um BDC (Bottom Dead Centre), este movimento relativo sendo executado por cada componente conectado firmemente a um dos componentes anulares 1 ou 3, por outro lado, cada componente conectado a um dos componentes anulares 1 ou 3, de modo que este componente conectado seja livre para não seguir a rotação do componente ao qual está conectado, executa movimento alternativo apenas, em relação ao outro componente anular, de modo que o movimento rotacional é transformado em movimento alternativo do componente com ou w sem rotação coexistente, ao passo que, inversamente, o movimento alternativo relativo forçado de um componente anular 1 ou 3 em relação ao outro é transformado em movimento rotacional do componente com ou sem a coexistência de movimento alternativo.033 If the first annular component 1 and the second annular component 3 are forced into rotational motion relative to each other, while remaining in continuous contact, then each point of the wavy surfaces A, rα will trace, relative to the other, a wavy trajectory and will execute at the same time a reciprocating movement with a frequency n-times, where n is the number of crests/valleys, the corresponding rotational movement frequency, between a TDC (Top Dead Center) and a BDC (Bottom Dead Centre), this relative movement being performed by each component firmly connected to one of the annular components 1 or 3, on the other hand, each component connected to one of the annular components 1 or 3, so that this connected component is free not to follow the rotation of the component to which it is connected, performs reciprocating movement only, in relation to the other annular component, so that the rotational movement is transformed into reciprocating movement of the component with or without coexisting rotation, while, conversely, the reciprocating movement relative force of an annular component 1 or 3 with respect to the other is transformed into rotational movement of the component with or without the coexistence of alternative movement.
034 De acordo com a Figura 1, as cristas de toda e qualquer superfície ondulada A, rα são menores que os vales geometricamente semelhantes com uma razão de similaridade de 1: 3, de modo que, ao entrarem nos vales da outra, surgem pontos das cristas em contato com pontos da superfície ondulada oposta, sobra espaço livre entre as superfícies onduladas, resultando, quando lubrificado, na obtenção de atrito e minimização do desgaste devido à lubrificação dinâmica.034 According to Figure 1, the crests of each and every wavy surface A, rα are smaller than the geometrically similar valleys with a similarity ratio of 1: 3, so that, when entering the valleys of the other, points of the crests in contact with points on the opposite corrugated surface, free space remains between the corrugated surfaces, resulting, when lubricated, in obtaining friction and minimizing wear due to dynamic lubrication.
035 Na Figura 2, um mecanismo de transformação de movimento é mostrado, de acordo com a invenção, diferindo do mecanismo da figura 1 em que compreende um mecanismo adicional que força o segundo componente anular 3 a ser empurrado sobre o primeiro componente anular 1, para que o superfície rα para estar em contato contínuo com a superfície ondulada A. O mecanismo adicional compreende um terceiro componente anular 2, montado coaxialmente em relação ao primeiro e ao segundo componentes anulares 1, 3 de modo que o segundo componente anular 3 esteja localizado entre o primeiro e o terceiro componente anular 1, 2, o lado adjacente do mesmo, sendo aquele voltado para o segundo componente anular 3, é a superfície ondulada B caracterizada pela mesma curva ondulada A do primeiro componente anular 1, e por ser sua imagem espelhada no espaço e em contato contínuo em pelo menos um ponto com seu lado adjacente do segundo componente anular 3, que também é a superfície ondulada rβ caracterizada por ter o mesmo u forma de curva ondulada com o primeiro componente anular 1 do lado adjacente rα do segundo componente anular 3, mas localizado simétrico à superfície rα e deslocado distalmente com as cristas localizadas opostas aos vales da superfície rα, de modo que o segundo componente anular 3 pode gire em relação ao primeiro e terceiro componentes anulares 1, 2 e em contato contínuo em pelo menos um ponto com um lado do primeiro e com um lado do terceiro componente anular 1,2.035 In Figure 2, a movement transformation mechanism is shown, according to the invention, differing from the mechanism of Figure 1 in that it comprises an additional mechanism that forces the second annular component 3 to be pushed over the first annular component 1, to that the surface rα to be in continuous contact with the corrugated surface A. The additional mechanism comprises a third annular component 2, mounted coaxially with respect to the first and second annular components 1, 3 so that the second annular component 3 is located between the first and third annular components 1, 2, the adjacent side thereof, being the one facing the second annular component 3, is the wavy surface B characterized by the same wavy curve A as the first annular component 1, and by being its mirror image in space and in continuous contact at at least one point with its adjacent side of the second annular component 3, which is also the wavy surface rβ characterized by having the same wavy curve shape with the first annular component 1 of the adjacent side rα of the second annular component 3, but located symmetrical to the surface rα and displaced distally with the ridges located opposite the valleys of the surface rα, so that the second annular component 3 can rotate relative to the first and third annular components 1, 2 and in continuous contact in at least one point with one side of the first and with one side of the third annular component 1,2.
036 No exemplo da Figura 2, o segundo componente anular 3 está conectado a um pistão 4 com firmeza ou de modo que o segundo componente anular 3 e o pistão 4 estejam livres para girar independentemente em torno do eixo longitudinal ΔA. Além disso, um corpo cilíndrico 5 é mostrado (desmontada na extensão do eixo longitudinal ΔA), dentro da qual se move - em contato circunferencial - o pistão cilíndrico 4 coberto por uma tampa 8. Neste exemplo, o segundo componente anular 3 funciona como um rotor, enquanto o primeiro e o terceiro componentes anulares 1, 2 funcionam como estatores.036 In the example of Figure 2, the second annular component 3 is connected to a piston 4 firmly or so that the second annular component 3 and the piston 4 are free to rotate independently around the longitudinal axis ΔA. Furthermore, a cylindrical body 5 is shown (disassembled in the extension of the longitudinal axis ΔA), within which moves - in circumferential contact - the cylindrical piston 4 covered by a cap 8. In this example, the second annular component 3 functions as a rotor, while the first and third annular components 1, 2 function as stators.
037 Se o pistão 4 for côncavo e conectado firmemente ao segundo componente anular 3, e pelo menos uma abertura 04 estiver localizada na superfície do pistão 4, no caso de movimento de rotação do segundo componente anular 3, a abertura O4, traçando uma trajetória ondulada E, atender pelo menos uma abertura O5 do revestimento fixo 5 encontrada dentro, ou cruzar a trajetória E. Os pontos comuns das aberturas O4 e O5 permitem a comunicação periódica entre o interior do pistão 4 e o exterior do revestimento 5, durante o tempo de duração das aberturas de o pistão 4 e o corpo 5 estão se comunicando. Assim, um arranjo muito simples de válvulas de controle de fluxo de fluido é criado, entre o espaço interno e o ambiente externo, em um cilindro de um motor de pistão, através do pistão côncavo 4 e corpo 5.037 If the piston 4 is concave and firmly connected to the second annular component 3, and at least one opening 04 is located on the surface of the piston 4, in the case of rotational movement of the second annular component 3, the opening O4, tracing a wavy path And, meet at least one opening O5 of the fixed liner 5 found inside, or cross path E. The common points of the openings O4 and O5 allow periodic communication between the inside of the piston 4 and the outside of the liner 5, during the operating time. duration of the openings of the piston 4 and body 5 are communicating. Thus, a very simple arrangement of fluid flow control valves is created, between the internal space and the external environment, in a cylinder of a piston engine, through the concave piston 4 and body 5.
038 Na Figura 3, os spreads são mostrados das curvas onduladas α, Yα / Yβ e β, respectivamente, das superfícies cilíndricas externas do primeiro, segundo e terceiro componentes anulares 1, 3 e 2 da Figura 2.038 In Figure 3, spreads are shown of the wavy curves α, Yα/Yβ and β, respectively, of the outer cylindrical surfaces of the first, second and third annular components 1, 3 and 2 of Figure 2.
039 Das Figuras 3 emerge que as cristas da superfície ondulada do primeiro componente anular 1 podem estar em contato com as cristas da superfície ondulada do segundo componente anular 3 e que neste local as superfícies onduladas A, rα do primeiro componente anular 1 e o segundo componente anular 3 estão em simetria a um plano que conecta seus pontos de contato, ao passo que, neste local, as cristas da superfície ondulada B do terceiro componente anular 2 estão em contato com os vales da superfície ondulada oposta rβ do segundo componente anular 3 e as cristas da superfície ondulada do segundo componente anular 3 estão em contato com os vales da superfície ondulada oposta do terceiro componente anular 2.039 From Figures 3 it emerges that the crests of the corrugated surface of the first annular component 1 may be in contact with the crests of the corrugated surface of the second annular component 3 and that in this location the corrugated surfaces A, rα of the first annular component 1 and the second component annular 3 are in symmetry to a plane connecting their points of contact, whereas at this location the crests of the wavy surface B of the third annular component 2 are in contact with the troughs of the opposite wavy surface rβ of the second annular component 3 and the crests of the wavy surface of the second annular component 3 are in contact with the troughs of the opposite wavy surface of the third annular component 2.
040 Da Figura 3, emerge que, desde que o rotor 3 seja girado, cada ponto do rotor 3 e do pistão 4, que está firmemente conectado ao rotor, será movido traçando uma trajetória ondulada fechada, com uma propagação semelhante à curva ®, (com cristas iguais e vales que são geometricamente semelhantes às cristas e vales das curvas onduladas α, Yα / Yβ e β com razões de similaridade 2: 1 e 2: 3, respectivamente), traçadas pelo ponto 3 de cada crista da curva Yα do rotor 3. Este movimento, no caso do rotor 3 girar com velocidade constante, é analisado em um movimento circular suave com a mesma frequência e um movimento recíproco entre TDC (Top Dead Centre) e BDC (Bottom Dead Centre) com duplo (geralmente n-vezes) frequência.040 From Figure 3, it emerges that, as long as the rotor 3 is rotated, each point of the rotor 3 and the piston 4, which is firmly connected to the rotor, will be moved tracing a closed wavy trajectory, with a spread similar to the ® curve, ( with equal crests and valleys that are geometrically similar to the crests and valleys of the wavy curves α, Yα/Yβ and β with similarity ratios 2:1 and 2:3, respectively), traced by point 3 of each crest of the rotor Yα curve 3. This movement, in the case of rotor 3 rotating with constant speed, is analyzed in a smooth circular movement with the same frequency and a reciprocal movement between TDC (Top Dead Center) and BDC (Bottom Dead Center) with double (generally n- times) frequency.
041 De acordo com a invenção, as bordas das cristas e vales são pontos ou seções retas perpendiculares ao eixo longitudinal conforme representado na Figura 3, em que se as bordas das cristas e vales forem pontos, no caso de movimento de rotação relativo do rotor 3 entre dois componentes anulares 1,3 com velocidade constante, resulta uma reciprocidade simples e / ou harmônica, ao passo que se as bordas das cristas e vales forem seções retas, no caso de movimento de rotação relativo do rotor 3 entre dois componentes anulares 1,3 com velocidade constante, resulta um movimento recíproco com um atraso de inversão em TDC e BDC.041 According to the invention, the edges of the crests and valleys are points or straight sections perpendicular to the longitudinal axis as represented in Figure 3, where if the edges of the crests and valleys are points, in the case of relative rotational movement of the rotor 3 between two annular components 1,3 with constant speed, a simple and/or harmonic reciprocity results, whereas if the edges of the crests and valleys are straight sections, in the case of relative rotational movement of the rotor 3 between two annular components 1, 3 with constant speed, a reciprocal movement results with an inversion delay at TDC and BDC.
042 Na Figura 4, os spreads são mostrados das curvas onduladas α, Yα / Yβ e β, respectivamente, das superfícies cilíndricas externas do primeiro, segundo e terceiro componentes anulares 1, 3 e 2 da Figura 2, sendo a única diferença que o terceiro o componente anular 3 é simétrico ao plano perpendicular ao eixo longitudinal ΔA. Em relação à Figura 3, as curvas α e Yα são as mesmas e na mesma localização relativa e absoluta que as da Figura 3, por outro lado as curvas Yβ e β são as mesmas e na mesma localização relativa que as da Figura 3, no entanto, em uma posição diferente em relação às curvas α e Yα, resultando nas cristas e vales do segundo elemento anular 3 serem simétricos e localizados em cristas e vales opostos, respectivamente. Também neste caso particular, o segundo componente anular 3 pode estar girando em relação ao primeiro e terceiro componente anular 1, 2 contatando continuamente, pelo menos em um ponto, um lado do primeiro e um lado do terceiro componente anular 1, 2 .042 In Figure 4, spreads are shown of the wavy curves α, Yα/Yβ and β, respectively, of the outer cylindrical surfaces of the first, second and third annular components 1, 3 and 2 of Figure 2, the only difference being that the third the annular component 3 is symmetric to the plane perpendicular to the longitudinal axis ΔA. In relation to Figure 3, the curves α and Yα are the same and in the same relative and absolute location as those in Figure 3, on the other hand the curves Yβ and β are the same and in the same relative location as those in Figure 3, in However, in a different position in relation to the curves α and Yα, resulting in the crests and valleys of the second annular element 3 being symmetrical and located on opposite crests and valleys, respectively. Also in this particular case, the second annular component 3 may be rotating relative to the first and third annular components 1, 2 by continuously contacting, at least at one point, one side of the first and one side of the third annular component 1, 2.
043 Nas Figuras 3 e 4, para as curvas α, Yα e, caso haja o mecanismo adicional compreendendo o terceiro componente anular 2, para as curvas β e Yβ aplica-se o seguinte: 1. É aproximadamente a mesma curva suave, periódica e ondulada em locais diferentes com número n (natural ^ 0) de pares repetidos de cristas geometricamente semelhantes 12345 e vales 56789 com uma razão de similaridade de 1: 3 (nas Figuras 1, 2, 3 e 4: n = 2). 2. A curva Yα é simétrica a α em relação ao eixo Ç-Ç. Na Figura 3, a curva β resulta do deslocamento axial (por d) de Yα, enquanto Yβ pelo deslocamento axial (L + d) e circunferencial por 90o (geralmente 360o / 2n) de α. Na Figura 4, a curva β resulta pelo deslocamento axial (L + d) e circunferencial por 90o (geralmente 360o / 2n) de Yα, enquanto Yβ pelo deslocamento axial (2L + d) de α. 3. Cada crista 12345 é simétrica em relação ao eixo μ-μ e cada vale 56789 em relação ao eixo v-v. As cristas e vales são expressos nos sistemas de coordenadas x1-y1 e x2-y2, com origem comum, ponto 5, e eixos opostos, a partir das equações semelhantes y1 = f (x1) ey2 = f (x2), respectivamente. As cristas ocupam 1/4 e os vales os restantes 3/4 da altura total L das curvas onduladas α, β, Yα e Yβ. 4. As seções 234 e 678 podem ser retas, em que: 678>234>0 5. Quando as cristas de uma curva entram nos vales da outra, deixe um espaço livre entre suas curvas, ou seja, o tamanho das cristas é menor do que o dos vales geométricos semelhantes com uma razão de semelhança de 1: 3. 6. Se a superfície externa do rotor 3 se mover em uma direção, enquanto as dos estatores 2 e 3 permanecerem imóveis, fica provado que as curvas Yα e Yβ permanecerão em contato contínuo com as curvas α e β, respectivamente, com o que para o ponto 3 (centro da crista) da curva Yα, bem como para cada ponto de espalhamento da superfície externa do rotor 3, fica provado que ele se moverá traçando uma trajetória ondulada como ®, (com cristas iguais e vales que são geometricamente semelhantes às cristas e vales das curvas onduladas α, Yα / Yβ e β com razões de similaridade 2: 1 e 2: 3, respectivamente), com ou sem seções retas em suas cristas e vales (Figuras 3 ou 4), conforme descrito abaixo na seção 9. A curva ® é expressa no sistema de coordenadas xy, o ponto no meio da altura L sendo a origem e em igual distância dos eixos μ-μ e v-v, da equação y = f (x) que é semelhante às equações y1 = f (x1) ey2 = f (x2). A altura total da curva ® é igual à altura total L das curvas onduladas α, β, Yα e Yβ. 7. Com referência às Figuras 3 e 4, dois pares característicos de equações são mencionados como um exemplo, descrevendo as partes 45 e 56 da curva α, respectivamente: a. (sinusoidal), em que: b. (polonímico), em que: As coordenadas referem-se a eixos adequadamente selecionados de coordenadas para cada equação, conforme mencionado acima na seção 3. 8. No caso das curvas da seção anterior, a trajetória ® traçada por cada ponto da propagação da superfície externa do rotor 3 será derivada, respectivamente, das equações: a. em que: (sinusoidal). b. duas vezes, em que: (polonímico). As coordenadas referem-se a eixos de coordenadas adequadamente selecionados para cada equação, conforme mencionado acima na seção 3. 9. Se as seções 234 e 678 são retas com um comprimento (precisamente) de c e 3c, respectivamente, entre as seções curvas da trajetória ou movimento curvilíneo ®, descrito pelas equações anteriores da passagem 8, interpostas igualmente são seções iguais de comprimento 2c, correspondendo a intervalos de tempo iguais de atraso na inversão de movimento em TDC e BDC. Uma relação (razão) diferente dos comprimentos das seções 234 e 678 apresenta problemas, como para trazer a inserção de seções retas desiguais, ou seja, um atraso de inversão de movimento diferente em TDC e BDC, possivelmente causando problemas de sincronização em motores multicilindros . Geralmente, intervalos de tempo de retardo iguais na inversão de movimento em TDC e BDC resultam no caso de as bordas da crista serem seções retas de comprimento c e as bordas do vale serem seções retas de comprimento 3c, respectivamente.043 In Figures 3 and 4, for the curves α, Yα and, if there is the additional mechanism comprising the third annular component 2, for the curves β and Yβ the following applies: 1. It is approximately the same smooth, periodic and wavy at different locations with n (natural^0) number of repeating pairs of geometrically similar ridges 12345 and troughs 56789 with a similarity ratio of 1:3 (in Figures 1, 2, 3 and 4: n = 2). 2. The Yα curve is symmetrical to α in relation to the Ç-Ç axis. In Figure 3, the β curve results from the axial displacement (by d) of Yα, while Yβ by the axial (L + d) and circumferential displacement by 90o (generally 360o / 2n) of α. In Figure 4, the β curve results from the axial (L + d) and circumferential displacement by 90o (generally 360o / 2n) of Yα, while Yβ by the axial displacement (2L + d) of α. 3. Each ridge 12345 is symmetric about the μ-μ axis and each trough 56789 about the v-axis. The crests and valleys are expressed in the coordinate systems x1-y1 and x2-y2, with a common origin, point 5, and opposite axes, from the similar equations y1 = f (x1) and y2 = f (x2), respectively. The crests occupy 1/4 and the valleys the remaining 3/4 of the total height L of the wavy curves α, β, Yα and Yβ. 4. Sections 234 and 678 can be straight, where: 678>234>0 5. When the crests of one curve enter the valleys of the other, leave a free space between their curves, that is, the size of the crests is smaller than that of similar geometric valleys with a similarity ratio of 1:3. 6. If the outer surface of rotor 3 moves in one direction, while those of stators 2 and 3 remain motionless, it is proved that the curves Yα and Yβ will remain in continuous contact with the curves α and β, respectively, so that for point 3 (center of the crest) of the curve Yα, as well as for each spreading point on the outer surface of rotor 3, it is proven that it will move tracing a wavy trajectory like ®, (with equal crests and valleys that are geometrically similar to the crests and valleys of the wavy curves α, Yα/Yβ, and β with similarity ratios 2:1 and 2:3, respectively), with or without straight sections on their crests and valleys (Figures 3 or 4), as described below in section 9. The ® curve is expressed in the xy coordinate system, the point at the middle of the height L being the origin and at equal distance from the μ-μ and vv, from the equation y = f (x) which is similar to the equations y1 = f (x1) and y2 = f (x2). The total height of the curve ® is equal to the total height L of the wavy curves α, β, Yα and Yβ. 7. With reference to Figures 3 and 4, two characteristic pairs of equations are mentioned as an example, describing parts 45 and 56 of the α curve, respectively: a. (sinusoidal), where: B. (polonymic), where: The coordinates refer to suitably selected axes of coordinates for each equation, as mentioned above in section 3. 8. In the case of the curves of the previous section, the trajectory ® traced by each point of the propagation of the outer surface of the rotor 3 will be derived, respectively, from the equations: a. on what: (sinusoidal). B. twice, where: (polonymic). Coordinates refer to suitably selected coordinate axes for each equation as mentioned above in section 3. 9. If sections 234 and 678 are straight with a length (precisely) of c and 3c, respectively, between the curved sections of the trajectory or curvilinear motion ®, described by the previous equations of passage 8, equally interposed are equal sections of length 2c, corresponding to equal time intervals of delay in the inversion of motion in TDC and BDC. A different relationship (ratio) of the lengths of sections 234 and 678 presents problems, such as to bring about the insertion of unequal straight sections, i.e. a different motion reversal delay in TDC and BDC, possibly causing synchronization problems in multi-cylinder engines. Generally, equal delay time intervals in motion reversal in TDC and BDC result in the case where the ridge edges are straight sections of length c and the valley edges are straight sections of length 3c, respectively.
044 Observação: A fim de alcançar uma - desejável - trajetória ondulada periódica suave ou movimento curvilíneo ® (de todos os pontos da superfície externa do rotor 3) com cristas e vales iguais, especificamos as curvas onduladas α, Yα / Yβ e β, de modo que as cristas e os vales são semelhantes às cristas / vales da curva ® com uma razão de similaridade de 1: 2 e 3: 2, respectivamente. Então, o rotor 3 gira e retrocede suavemente, deslizando - contatando continuamente - simultaneamente os estatores 1 e 2, porém, isso não é verdade caso as cristas da curva ® não sejam iguais aos seus vales, porque o movimento do estator 3 está bloqueado.044 Note: In order to achieve a - desirable - smooth periodic wavy trajectory or curvilinear motion ® (from all points on the outer surface of rotor 3) with equal crests and valleys, we specify the wavy curves α, Yα/Yβ and β, of so that the crests and valleys are similar to the crests/valleys of the ® curve with a similarity ratio of 1:2 and 3:2, respectively. Then, rotor 3 rotates and moves back smoothly, sliding - continuously contacting - stators 1 and 2 simultaneously, however, this is not true if the crests of the curve ® are not equal to its valleys, because the movement of stator 3 is blocked.
045 Definição: Dizemos que uma forma geométrica ∑2 é semelhante a alguma outra forma geométrica ∑1 (no que diz respeito a um sistema de coordenadas comum), desde que as coordenadas de ∑2 resultem das coordenadas correspondentes de ∑1 multiplicando-as pela razão de similaridade. A razão de similaridade pode ser maior, menor ou igual a um; portanto, podemos obter alargamento, redução ou igualdade para ∑1, respectivamente.045 Definition: We say that a geometric shape ∑2 is similar to some other geometric shape ∑1 (with respect to a common coordinate system), as long as the coordinates of ∑2 result from the corresponding coordinates of ∑1 by multiplying them by similarity ratio. The similarity ratio can be greater than, less than, or equal to one; therefore, we can obtain enlargement, reduction or equality for ∑1 respectively.
046 As Figuras 5, 6 e 7 mostram aplicações em motores de pistão (motores ou bombas / compressores) tendo um mecanismo de transformação de movimento integrado, de acordo com a invenção, compreendendo um mecanismo adicional com um terceiro componente anular 2 e uma matriz de válvula de acordo com a invenção. Os referidos motores compreendem um ou mais cilindros (em paralelo e / ou arranjo oposto para a neutralização das forças inerciais), em que o segundo componente anular 3, funcionando como rotor, está firmemente conectado a um pistão cilíndrico 4 girando e alternando simultaneamente. Os referidos motores compreendem sistemas auxiliares (lubrificação, refrigeração, combustível, arranque, etc.) conhecidos no estado da técnica.046 Figures 5, 6 and 7 show applications in piston engines (motors or pumps / compressors) having an integrated motion transformation mechanism, according to the invention, comprising an additional mechanism with a third annular component 2 and a matrix of valve according to the invention. Said engines comprise one or more cylinders (in parallel and/or opposite arrangement for the neutralization of inertial forces), wherein the second annular component 3, functioning as a rotor, is firmly connected to a cylindrical piston 4 rotating and reciprocating simultaneously. Said engines comprise auxiliary systems (lubrication, cooling, fuel, starting, etc.) known in the art.
047 O primeiro e o terceiro componentes anulares 1, 2 operam como estatores e são firmemente montados em um corpo 7, enquanto o rotor 3 está girando e alternando axialmente de acordo com a invenção, movendo-se por meio de uma estria de um eixo 6 coincidindo com o eixo de o cilindro do motor de pistão na Figura 5, ou do eixo 6 movendo-se através do eixo 11 localizado fora do cilindro, em paralelo ao seu eixo, conforme surge da Figura 7, em que o movimento é transmitido ao eixo através de um eixo 11 via engrenagens 12 e 15. Na Figura 6, o movimento é transmitido ao rotor por um eixo 11 através da engrenagem 12 e cremalheira na superfície externa do rotor 3. O comprimento da engrenagem 12 permite o engate contínuo da mesma ao rotor 3 à medida que ela alterna durante a rotação. O indicador 16 mostra uma tampa de corpo 7.047 The first and third annular components 1, 2 operate as stators and are firmly mounted in a body 7, while the rotor 3 is rotating and alternating axially in accordance with the invention, moving through a spline of a shaft 6 coinciding with the axis of the piston engine cylinder in Figure 5, or the axis 6 moving through the axis 11 located outside the cylinder, parallel to its axis, as appears from Figure 7, in which the movement is transmitted to the axis through a shaft 11 via gears 12 and 15. In Figure 6, the movement is transmitted to the rotor by a shaft 11 through gear 12 and rack on the outer surface of the rotor 3. The length of the gear 12 allows continuous engagement of the same to rotor 3 as it alternates during rotation. Indicator 16 shows a body cover 7.
048 Nas Figuras 5, 6 e 7, o cilindro é suplementado por um revestimento cilíndrico 5, dentro do qual se move - em contato circunferencial - o pistão 4 coberto por uma tampa de cilindro 8. Incluídos também estão os anéis de pistão 9 e a mola de válvula 10.048 In Figures 5, 6 and 7, the cylinder is supplemented by a cylindrical casing 5, within which moves - in circumferential contact - the piston 4 covered by a cylinder cover 8. Also included are the piston rings 9 and the valve spring 10.
049 Em cada válvula com aberturas (uma abertura no corpo e outra no pistão) do tipo da presente invenção, uma abertura é circular e a outra, quando o fluido é descomprimido. Além disso, em aplicações em que existem motores hidráulicos de pistão ou bombas / compressores e ICEs de 2 tempos, o número de aberturas de válvula (tanto de sucção quanto de compressão) do tipo da presente invenção é o dobro do número n de cristas / vales, enquanto o número de válvulas de ICEs de 4 tempos é igual a n.049 In each valve with openings (one opening in the body and another in the piston) of the type of the present invention, one opening is circular and the other, when the fluid is decompressed. Furthermore, in applications where there are hydraulic piston motors or pumps/compressors and 2-stroke ICEs, the number of valve openings (both suction and compression) of the type of the present invention is twice the number n of crests/ valleys, while the number of valves of 4-stroke ICEs is equal to n.
050 Nas Figuras 8, 9 e 10 as aplicações são mostradas em motores de pistão (motores ou bombas / compressores) com um mecanismo de transformação de movimento integrado de acordo com a invenção, incluindo mecanismo adicional com um terceiro componente anular 2, em que o segundo componente anular 3 funciona como um rotor está firmemente conectado ao pistão 4 girando e alternando simultaneamente em combinação com válvulas convencionais / clássicas 18. Os referidos motores são constituídos por um ou mais cilindros (em arranjo paralelo e / ou oposto, para a neutralização das forças inerciais) com um eixo comum 11 e sistemas auxiliares (lubrificação, refrigeração, combustível, partida, etc.) do estado da arte.050 In Figures 8, 9 and 10 applications are shown in piston engines (motors or pumps / compressors) with an integrated motion transformation mechanism according to the invention, including additional mechanism with a third annular component 2, in which the second annular component 3 functions as a rotor is firmly connected to the piston 4 rotating and alternating simultaneously in combination with conventional/classical valves 18. Said engines are constituted by one or more cylinders (in parallel and/or opposite arrangement, for the neutralization of inertial forces) with a common axis 11 and state-of-the-art auxiliary systems (lubrication, cooling, fuel, starting, etc.).
051 A Figura 8 difere da Figura 5 em que o arranjo de válvula de acordo com a invenção foi substituído por válvulas convencionais / clássicas 18. Um comando em forma de disco 13 pode ser distinguido encaixado diretamente acima do eixo 6 mais as hastes 17 necessárias no caso de um ICE.051 Figure 8 differs from Figure 5 in that the valve arrangement according to the invention has been replaced by conventional / classical valves 18. A disc-shaped cam 13 can be distinguished fitted directly above the shaft 6 plus the rods 17 required in the case of an ICE.
052 A Figura 9 difere da Figura 6 em que o arranjo de válvula de acordo com a invenção foi substituído por válvulas convencionais / clássicas 18. Um comando em forma de disco 13 pode ser distinguido encaixado diretamente acima do eixo 11 mais as hastes 17 necessárias no caso de um ICE.052 Figure 9 differs from Figure 6 in that the valve arrangement according to the invention has been replaced by conventional / classical valves 18. A disc-shaped cam 13 can be distinguished fitted directly above the shaft 11 plus the rods 17 required in the case of an ICE.
053 A Figura 10 difere da Figura 7 em que o arranjo de válvula de acordo com a invenção foi substituído por válvulas convencionais / clássicas 18, enquanto no caso de um ICE um comando em forma de disco 13 encaixado diretamente acima do eixo 11 e hastes 17 são fornecidos.053 Figure 10 differs from Figure 7 in that the valve arrangement according to the invention has been replaced by conventional / classical valves 18, while in the case of an ICE a disc-shaped cam 13 fitted directly above the shaft 11 and rods 17 They are provided.
054 As Figuras 11, 12 e 13 diferem das Figuras 8, 9 e 10, respectivamente, em que o pistão 4 está conectado de tal forma ao rotor 3 de modo a ficar livre para não seguir a rotação do rotor 3, causando a rotação do eixo 6 ou eixo 11, e para executar apenas movimento alternativo dentro do corpo 5. Isso é conseguido através de elementos deslizantes linearmente 14 (cunhas, esferas, etc.).054 Figures 11, 12 and 13 differ from Figures 8, 9 and 10, respectively, in that the piston 4 is connected in such a way to the rotor 3 so as to be free to not follow the rotation of the rotor 3, causing the rotation of the axis 6 or axis 11, and to perform only reciprocating movement within the body 5. This is achieved through linearly sliding elements 14 (wedges, spheres, etc.).
055 Uma vez que o pistão executa movimento alternativo apenas dentro do corpo 5, o mecanismo descrito pode ser combinado apenas com válvulas convencionais / clássicas 18 e, no caso de (ICEs), com um comando em forma de disco 13 montado diretamente acima do eixo 6 ou eixo 11, mais hastes 17.055 Since the piston performs reciprocating movement only within the body 5, the described mechanism can be combined only with conventional / classical valves 18 and, in the case of (ICEs), with a disc-shaped cam 13 mounted directly above the shaft 6 or 11 shaft, plus 17 rods.
056 Na Figura 14, outra aplicação de um motor de pistão de efeito duplo (motor ou bomba / compressor) de acordo com a presente invenção, em que o fluido de trabalho opera entre os estatores 1 e 2, o rotor 3 e um corpo cilíndrico 5/7. Especificamente, um motor de pistão de dois cilindros de efeito duplo é mostrado, com um mecanismo de transformação de movimento, válvulas com aberturas ou convencional, rotor 3, rotação no eixo 6 com uma ranhura deslizante, em que o papel do pistão é efetuado pelo rotor 3 , uma vez que o fluido de trabalho opera entre os dois estatores 1 e 2, rotor 3 e corpo cilíndrico 5/7.056 In Figure 14, another application of a double-effect piston engine (motor or pump/compressor) according to the present invention, in which the working fluid operates between the stators 1 and 2, the rotor 3 and a cylindrical body 5/7. Specifically, a double-acting two-cylinder piston engine is shown, with a motion transformation mechanism, open or conventional valves, rotor 3, rotation on axis 6 with a sliding groove, in which the role of the piston is performed by the rotor 3, since the working fluid operates between the two stators 1 and 2, rotor 3 and cylindrical body 5/7.
057 Como nas Figuras 5 a 13, o motor pode funcionar, com aberturas simples como válvulas de acordo com a invenção no estator 3 e no corpo 5/7, mas também com vários tipos de válvulas convencionais / clássicas acima do corpo 5 / 7.057 As in Figures 5 to 13, the engine can operate, with simple openings like valves according to the invention in the stator 3 and in the body 5/7, but also with various types of conventional/classical valves above the body 5/7.
058 A fim de neutralizar as forças inerciais, a indicação é combinar, como na Figura 14, dois estatores opostos 3 com os estatores correspondentes 1 e 2 no mesmo corpo 5/7, ou combinar adequadamente mais cilindros, como na Figura 15. Nesta aplicação, os casos de ICEs de 2 tempos, motores hidráulicos e bombas / compressores são de particular interesse.058 In order to neutralize inertial forces, the indication is to combine, as in Figure 14, two opposing stators 3 with the corresponding stators 1 and 2 in the same body 5/7, or to suitably combine more cylinders, as in Figure 15. In this application , the cases of 2-stroke ICEs, hydraulic motors and pumps/compressors are of particular interest.
059 Os motores apresentados nas Figuras 5 a 14 executam em cada uma de suas rotações tantas reciprocações quanto o número n de cristas / vales existentes em cada superfície ondulada dos estatores 1, 2 e rotor 3. O caso em que n = 1 é infrequente devido a o surgimento de forças internas assimétricas causando forças de atrito entre o pistão 4 e o corpo 5 e o desgaste relativo. Normalmente n = 2, assim, em ICEs de 4 tempos que incorporam a presente invenção, cada ciclo de operação é concluído em uma rotação versus duas rotações nos ICEs convencionais. Isso tem como resultado o dobro (aproximadamente) da potência para os mesmos motores de cilindrada. O efeito é oposto - em combinação com a ausência da haste do pistão e do eixo de comando clássico - no tamanho / peso do motor: ele é reduzido (aproximadamente) em 50% para a mesma potência. Os itens acima se aplicam e são generalizados de acordo com n> 2.059 The motors presented in Figures 5 to 14 perform in each of their rotations as many reciprocations as the number n of crests/valleys existing on each wavy surface of stators 1, 2 and rotor 3. The case in which n = 1 is infrequent due to a the emergence of asymmetric internal forces causing friction forces between the piston 4 and the body 5 and relative wear. Typically n = 2, thus, in 4-stroke ICEs incorporating the present invention, each cycle of operation is completed in one revolution versus two revolutions in conventional ICEs. This results in (approximately) doubling the power for the same displacement engines. The effect is opposite - in combination with the absence of the piston rod and classic camshaft - on the engine size/weight: it is reduced (approximately) by 50% for the same power. The above items apply and are generalized according to n> 2.
060 O mesmo também se aplica aos ICEs de 2 tempos em que mais uma vez a potência é dobrada ou o tamanho / peso é reduzido pela metade em comparação com os motores convencionais de 2 tempos para a mesma cilindrada ou potência, respectivamente.060 The same also applies to 2-stroke ICEs where once again the power is doubled or the size/weight is halved compared to conventional 2-stroke engines for the same displacement or power respectively.
061 Finalmente, em todos os ICEs que incorporam a presente invenção e usando um comando em forma de disco, o controle absoluto é viabilizado do curso, tempo e duração da ativação das válvulas convencionais / clássicas, devido ao fato de que não há restrições na escolha a posição e configuração da forma e tamanho dos comandos.061 Finally, in all ICEs incorporating the present invention and using a disc-shaped control, absolute control is made possible of the stroke, time and duration of activation of conventional / classical valves, due to the fact that there are no restrictions in the choice the position and configuration of the shape and size of the controls.
062 Na Figura 15, os arranjos são mostrados com base nas aplicações correspondentes às Figuras 5 a 14, em que a neutralização absoluta é conseguida das forças inerciais resultantes das massas alternadas do rotor 3 e do pistão 4 sem equilíbrio: as setas mostram o movimento relativo nas várias cilindros. Sempre que possível, a combustão é realizada consecutivamente nos vários cilindros e partilhada igualmente em cada rotação do eixo 11, por razões de suavização do fluxo de potência.062 In Figure 15, the arrangements are shown based on the applications corresponding to Figures 5 to 14, in which absolute neutralization is achieved of the inertial forces resulting from the alternating masses of the rotor 3 and the piston 4 without equilibrium: the arrows show the relative movement in the various cylinders. Whenever possible, combustion is carried out consecutively in the various cylinders and shared equally in each rotation of shaft 11, for reasons of smoothing the power flow.
063 Especificamente, na figura 15, os seguintes casos interessantes são apresentados: a. 2 cilindros colocados em disposição oposta, com as câmaras de fluido de trabalho nas extremidades, e com uma saída de energia de um eixo paralelo com duas posições de saída. O arranjo específico constitui uma unidade simples de operação autônoma (SUAO) com as forças inerciais recíprocas equilibradas completamente. b. 2 cilindros colocados em disposição oposta, com as câmaras de fluido de trabalho unificadas ou não no centro, e com uma saída de potência de um eixo paralelo com duas posições de saída. Em ICEs, o invólucro das câmaras unificadas está em desvantagem em relação ao invólucro das câmaras separadas, devido à metade do local de fala das combustões, resultando em maiores flutuações na curva de fluxo de energia. Este arranjo constitui outra versão de uma unidade simples de operação autônoma (SUAO). c. Motor de 4 cilindros ou multicilindros composto pelas unidades do caso 15.a para operação mais suave e / ou maior potência com uma única saída. d. Motor de 4 cilindros ou multicilindros composto pelas unidades da Figura 15.b para uma operação mais suave e / ou maior potência com uma única saída. e. 4 cilindros dispostos em paralelo no mesmo nível, com duas saídas de potência que constituem a extensão dos eixos 6. f. 4 cilindros dispostos em paralelo no mesmo nível, com uma saída de potência paralela no centro com duas extremidades. g. 4 cilindros dispostos em paralelo e em um círculo (a cada 90o), com uma saída de potência paralela no centro com duas extremidades. h. 4 cilindros dispostos em paralelo e em um círculo (cruzado), com uma saída de energia paralela no centro com duas extremidades.063 Specifically, in figure 15, the following interesting cases are presented: a. 2 cylinders placed in opposite arrangement, with working fluid chambers at the ends, and with a power output from a parallel shaft with two output positions. The specific arrangement constitutes a simple autonomous operating unit (SUAO) with the reciprocal inertial forces completely balanced. B. 2 cylinders placed in opposite arrangement, with the working fluid chambers unified or not in the center, and with a power output from a parallel axis with two output positions. In ICEs, the unified chamber casing is at a disadvantage compared to the separate chamber casing due to half the speech location of the combustions, resulting in greater fluctuations in the energy flow curve. This arrangement constitutes another version of a simple autonomous operating unit (SUAO). w. 4-cylinder or multi-cylinder engine composed of case 15.a units for smoother operation and/or greater power with a single output. d. 4-cylinder or multi-cylinder engine composed of the units in Figure 15.b for smoother operation and/or greater power with a single output. It is. 4 cylinders arranged in parallel on the same level, with two power outputs that constitute the extension of the axles 6. f. 4 cylinders arranged in parallel on the same level, with a parallel power outlet in the center with two ends. g. 4 cylinders arranged in parallel and in a circle (every 90o), with a parallel power outlet in the center with two ends. H. 4 cylinders arranged in parallel and in a circle (cross), with a parallel power outlet in the center with two ends.
064 Além disso, para as aplicações das Figuras 5 a 14, as seguintes observações estão em vigor: 1. O fluido de trabalho opera dentro do corpo 5, entre a superfície livre do pistão 4 e a tampa 8. 2. Nas Figuras 5, 7, 8, 10, 11, 13 e 14, o eixo 6 coincide com o eixo do cilindro. 3. Nas Figuras 6, 9 e 12, o eixo 11 está posicionado fora do cilindro, paralelo ao seu eixo. O movimento do eixo 11 para o rotor 3 é transmitido por meio da engrenagem 12 e cremalheira na superfície externa do rotor 3. O reverso também se aplica. O comprimento da cremalheira 12 permite o engate contínuo da cremalheira do rotor 3 à medida que ela alterna durante a rotação. 4. Nas Figuras 8 e 11, em que as válvulas convencionais 18 são usadas, o comando em forma de disco 13 é posicionado no eixo 6. 5. Nas Figuras 9, 10, 12 e 13, em que as válvulas convencionais 18 também são usadas, o comando em forma de disco 13 está posicionado no eixo 11 e em seu disco ele suporta apenas um conjunto de comandos. Esses casos são recomendados para motores multicilindros, desde que os cilindros estejam dispostos em paralelo e a uma distância igual (circularmente) em torno do eixo único 11 (ver Figuras 15 ge 15h). 6. Nas Figuras 7, 10 e 13, o eixo 11 é acionado pelo eixo 6 por meio de um par de engrenagens 12 e 15. A ré também se aplica. 7. Nas Figuras 8 a 13, quando se faz referência a aplicações em motores hidráulicos de pistão ou bombas / compressores, são utilizadas válvulas convencionais / clássicas adequadas de acordo com a configuração específica. Válvulas, hastes de pistão e o disco do virabrequim (referindo-se aos ICEs) são abolidos. 8. Nas Figuras 5, 6, 7 e 14, quando é feita referência a aplicações em motores ou bombas hidráulicas de pistão, em cada par de válvulas com aberturas (tipo da presente invenção) uma é circular e a outra oblonga, quando o fluido é descomprimido . 9. Nas Figuras 5, 6, 7 e 14, quando é feita referência a aplicações em motores hidráulicos de pistão ou bombas / compressores e ICEs de 2 tempos, o número de aberturas de válvula (tipo da presente invenção) é o dobro do n° de válvulas em ICEs de 4 tempos. 10. Nas Figuras 5, 7, 8, 10, 11, 13 e 14, a rotação e o movimento alternativo simultâneo do rotor 3 são obtidos com uma ranhura acima do eixo 6, enquanto nas Figuras 6, 9 e 12 via correia dentada 12 e cremalheira externa no rotor 3.064 Additionally, for the applications of Figures 5 through 14, the following observations are in effect: 1. The working fluid operates within the body 5, between the free surface of the piston 4 and the cap 8. 2. In Figures 5, 7, 8, 10, 11, 13 and 14, axis 6 coincides with the cylinder axis. 3. In Figures 6, 9 and 12, axis 11 is positioned outside the cylinder, parallel to its axis. Movement from shaft 11 to rotor 3 is transmitted through gear 12 and rack on the outer surface of rotor 3. The reverse also applies. The length of the rack 12 allows continuous engagement of the rotor rack 3 as it alternates during rotation. 4. In Figures 8 and 11, where conventional valves 18 are used, the disc-shaped control 13 is positioned on shaft 6. 5. In Figures 9, 10, 12 and 13, where conventional valves 18 are also used used, the disk-shaped command 13 is positioned on the axis 11 and on its disk it supports only one set of commands. These cases are recommended for multi-cylinder engines, provided that the cylinders are arranged in parallel and at an equal distance (circularly) around the single axis 11 (see Figures 15 g and 15h). 6. In Figures 7, 10 and 13, shaft 11 is driven by shaft 6 through a pair of gears 12 and 15. Reverse also applies. 7. In Figures 8 to 13, when referring to applications in hydraulic piston motors or pumps/compressors, conventional/classic valves suitable according to the specific configuration are used. Valves, piston rods and the crankshaft disc (referring to ICEs) are abolished. 8. In Figures 5, 6, 7 and 14, when reference is made to applications in engines or hydraulic piston pumps, in each pair of valves with openings (type of the present invention) one is circular and the other oblong, when the fluid is uncompressed. 9. In Figures 5, 6, 7 and 14, when reference is made to applications in piston hydraulic motors or pumps/compressors and 2-stroke ICEs, the number of valve openings (type of the present invention) is twice the number ° of valves in 4-stroke ICEs. 10. In Figures 5, 7, 8, 10, 11, 13 and 14, the rotation and simultaneous reciprocating movement of the rotor 3 are achieved with a groove above the axis 6, while in Figures 6, 9 and 12 via a toothed belt 12 and external rack on rotor 3.
065 Nos casos descritos por meio das ilustrações das Figuras 5 a 14, a transformação do movimento de rotação para movimento alternativo e vice-versa é realizada devido ao deslizamento das superfícies rα e rβ do segundo componente anular 3, que também pode funcionar como um rotor, nas superfícies A e B, respectivamente, do primeiro e terceiro componentes anulares 1 e 3, que podem funcionar como estatores, conforme mostrado nas Figuras 2, 3 e 4. O mesmo resultado surge também no caso das superfícies rβ e B serem eliminadas e o segundo componente anular 3 é forçado a ser empurrado para o primeiro componente anular 1, para que a superfície rα esteja em contato contínuo com A. Isto pode ser conseguido, por exemplo das seguintes maneiras, substituindo o terceiro componente anular 2: 1. Utilizar mola (s) exercendo pressão no rotor 3, em combinação com mancais, exceto em casos especiais (como no caso da Figura 20). 2. Com dois rolos diametralmente opostos, montados no rotor 3, rolando sobre uma superfície ondulada adequada formada no estator 2, semelhante à superfície B (Figura 2), para que os eixos dos rolos traçam a curva ® da Figura 3 ou 4 . 3. Usando pressão (hidráulica ou pneumática) no rotor 3. 4. Usando um arranjo de força magnética / eletromagnética no rotor 3. 5. Usando a força da gravidade (apenas para motores com cilindros verticais).065 In the cases described through the illustrations in Figures 5 to 14, the transformation from rotational movement to reciprocating movement and vice versa is carried out due to the sliding of the surfaces rα and rβ of the second annular component 3, which can also function as a rotor , on the surfaces A and B, respectively, of the first and third annular components 1 and 3, which can function as stators, as shown in Figures 2, 3 and 4. The same result also arises in the case that the surfaces rβ and B are eliminated and the second annular component 3 is forced to be pushed towards the first annular component 1, so that the surface rα is in continuous contact with A. This can be achieved, for example in the following ways, by replacing the third annular component 2: 1. Use spring(s) exerting pressure on rotor 3, in combination with bearings, except in special cases (as in the case of Figure 20). 2. With two diametrically opposed rollers, mounted on rotor 3, rolling over a suitable corrugated surface formed on stator 2, similar to surface B (Figure 2), so that the roller axes trace the curve ® of Figure 3 or 4. 3. Using pressure (hydraulic or pneumatic) on rotor 3. 4. Using a magnetic/electromagnetic force arrangement on rotor 3. 5. Using the force of gravity (only for engines with vertical cylinders).
066 Finalmente, a presente invenção se aplica a todos os tipos de motores e automações em que a transformação do movimento rotacional para recíproco ou o inverso está ocorrendo, como em prensas mecânicas, máquinas de fazer unhas, máquinas de costura, máquinas de impressão, etc.066 Finally, the present invention applies to all types of motors and automations in which the transformation from rotational movement to reciprocal or the reverse is occurring, such as in mechanical presses, nail making machines, sewing machines, printing machines, etc. .
067 Na Figura 16.a, o arranjo de uma embreagem é mostrado compreendendo um primeiro componente anular 1 conectado ao eixo 6 com uma estria deslizante axialmente, um componente (eixo secundário) 4 conectado firmemente ao segundo componente anular 3, ao mesmo tempo um componente especial mecanismo, de acordo com o estado da técnica, pode exercer uma força axial F sobre o primeiro componente anular 1 e força suas cristas a entrarem nos vales do segundo componente anular 3. Nesta condição, a rotação do eixo 6 é transferida totalmente para o eixo secundário 4. Se a força axial F no primeiro componente anular 1 for elevada, ela retrocederá e se desprenderá do segundo componente anular 3, caso em que a transferência da rotação do eixo 6 para o eixo secundário 4 será interrompida.067 In Figure 16.a, the arrangement of a clutch is shown comprising a first annular component 1 connected to the shaft 6 with an axially sliding spline, a component (secondary shaft) 4 firmly connected to the second annular component 3, at the same time a component special mechanism, according to the state of the art, can exert an axial force F on the first annular component 1 and forces its crests to enter the valleys of the second annular component 3. In this condition, the rotation of the axis 6 is transferred completely to the secondary axis 4. If the axial force F on the first annular component 1 is high, it will move back and detach from the second annular component 3, in which case the transfer of rotation from axis 6 to secondary axis 4 will be interrupted.
068 Na Figura 16.b é mostrado um arranjo de embreagem mais eficaz, em que o eixo 6 é conectado por meio de uma estria deslizante ao rotor 3, ou seja, com o segundo componente anular, o estator 2, ou seja, o terceiro componente anular, está conectado firmemente ao componente (eixo secundário) 4, por outro lado, nesta posição / condição inicial o rotor 3 desliza simultaneamente e se move livremente entre os estatores 1 e 2, sem afetar sua condição cinemática. Além disso, um mecanismo especial, de acordo com o estado da técnica, pode exercer uma força axial F no estator 1, forçando o primeiro e o terceiro componentes anulares 1 e 2 a se aproximarem suficientemente um do outro. Nessa nova condição, o rotor 3 está imobilizado entre os estatores 1 e 2; portanto, a rotação do eixo 6 é transferida em pleno efeito para o eixo secundário 4. Se a força axial F no estator 1 for levantada, pelo mecanismo especial, ele retrocederá à sua posição / condição inicial, o rotor 3 será liberado e iniciará movendo-se novamente deslizando entre os estatores 1 e 2, e a transferência da rotação do eixo 6 para o eixo secundário 4 será interrompida.068 In Figure 16.b a more effective clutch arrangement is shown, in which the shaft 6 is connected via a sliding spline to the rotor 3, that is, with the second annular component, the stator 2, that is, the third annular component, is firmly connected to component (secondary shaft) 4, on the other hand, in this position/initial condition the rotor 3 slides simultaneously and moves freely between stators 1 and 2, without affecting its kinematic condition. Furthermore, a special mechanism, according to the state of the art, can exert an axial force F on the stator 1, forcing the first and third annular components 1 and 2 to come sufficiently close to each other. In this new condition, rotor 3 is immobilized between stators 1 and 2; Therefore, the rotation of shaft 6 is transferred in full effect to secondary shaft 4. If the axial force F on stator 1 is lifted, by the special mechanism it will move back to its initial position/condition, rotor 3 will be released and start moving sliding between stators 1 and 2 again, and the transfer of rotation from axis 6 to secondary axis 4 will be interrupted.
069 Opcionalmente, os estatores 1 e 2 são conectados externamente a um revestimento 7: o primeiro com cunhas deslizantes axialmente 14 e o terceiro habilitado para girar apenas ligeiramente.069 Optionally, stators 1 and 2 are externally connected to a casing 7: the first with axially sliding wedges 14 and the third enabled to rotate only slightly.
070 O mecanismo especial que exerce força F desfruta de ampla aplicação no atual estado da técnica, pode ser um pouco equivalente aos mecanismos encontrados nas embreagens de todos os tipos de veículos (carros, caminhões, tratores etc.) e pode funcionar mecanicamente e / ou hidraulicamente e / ou pneumaticamente etc.070 The special mechanism that exerts force F enjoys wide application in the current state of the art, may be somewhat equivalent to the mechanisms found in the clutches of all types of vehicles (cars, trucks, tractors, etc.) and may function mechanically and/or hydraulically and/or pneumatically etc.
071 Uma característica / vantagem de tal embreagem é a construção simples e compacta, mas principalmente, a transferência de movimento com engate mecânico, não atrito, resultando na (quase completa) falta de desgaste, por conta da ausência de atrito durante o deslizamento ação das partes cooperantes, devido à lubrificação hidrodinâmica das mesmas.071 A feature/advantage of such a clutch is the simple and compact construction, but mainly, the transfer of movement with mechanical engagement, not friction, resulting in the (almost complete) lack of wear, due to the absence of friction during the sliding action of the clutches. cooperating parts, due to their hydrodynamic lubrication.
072 Na Figura 17.a, um arranjo para um diferencial é mostrado, compreendendo duas seções simétricas de imagem de espelho, cada uma delas consistindo em um primeiro componente anular 1 e um segundo componente anular 3 conectado a um eixo 6 com uma estria deslizante. Um mecanismo especial, de acordo com o estado da técnica, exerce força F sobre o primeiro componente anular 1 e o mantém engatado no segundo componente anular 3. Cada um dos dois componentes anulares 3 é conectado firmemente a uma correia dentada 15 que se move através do eixo 11 por meio da correia dentada cooperante 12. Enquanto a resistência de dois dos eixos 6 em movimento for a mesma, os primeiros componentes anulares 1 permanecem engatados com os segundos componentes anulares 3 e a rotação da correia dentada 15 é transferida para seu efeito total para eixos 6. Se a resistência aumentar em um dos eixos 6, o primeiro componente anular 1 correspondente retrocederá e o no. de rotações do eixo 6 correspondente será diminuído, ao mesmo tempo o outro eixo 6 continuará se movendo normalmente até que o equilíbrio nas resistências de seus eixos 6 retorne, e a operação anterior seja restaurada. Ou seja, o arranjo funciona como um simples diferencial. Para evitar a desvantagem da imobilização de um eixo 6 e da rotação de apenas o outro, caso a resistência deste último seja zero, é imprescindível que o controle das forças F e das rotações dos eixos 6 seja exercido por meio de assistência eletrônica. Neste caso, ambos os eixos podem ser bloqueados completamente e ambos os eixos podem estar girando com a mesma velocidade: diferencial de deslizamento limitado "LSD".072 In Figure 17.a, an arrangement for a differential is shown, comprising two symmetric mirror image sections, each consisting of a first annular component 1 and a second annular component 3 connected to a shaft 6 with a sliding spline. A special mechanism, in accordance with the state of the art, exerts force F on the first annular component 1 and keeps it engaged with the second annular component 3. Each of the two annular components 3 is firmly connected to a toothed belt 15 that moves through of the shaft 11 by means of the cooperating toothed belt 12. As long as the resistance of two of the moving shafts 6 is the same, the first annular components 1 remain engaged with the second annular components 3 and the rotation of the toothed belt 15 is transferred to their effect total for axes 6. If the resistance increases in one of the axes 6, the first corresponding annular component 1 will move back and the no. of rotations of the corresponding axis 6 will be decreased, at the same time the other axis 6 will continue moving normally until the balance in the resistances of its axis 6 returns, and the previous operation is restored. In other words, the arrangement works as a simple differential. To avoid the disadvantage of the immobilization of one axis 6 and the rotation of only the other, if the resistance of the latter is zero, it is essential that the control of the forces F and the rotations of the axes 6 is carried out by means of electronic assistance. In this case, both axles can be blocked completely and both axles can be rotating at the same speed: "LSD" limited slip differential.
073 Na Figura 17.b, um arranjo de diferencial mais eficaz é fornecido como uma combinação dos arranjos apresentados nas Figuras 16.be 17.a, cujas descrições combinadas fornecem o modo de operação desse tipo particular de diferencial. O arranjo diferencial compreende duas seções simétricas de imagem em espelho, cada uma consistindo no segundo componente anular 3, funcionando como um rotor, conectado a um eixo 6 por meio de uma estria deslizante, um primeiro componente anular 1 e um terceiro componente anular 2. Nesta posição / condição inicial o rotor 3 desliza, e ao mesmo tempo se move livremente, entre os estatores 1 e 2 sem afetar sua condição cinemática. Um mecanismo especial, de acordo com o estado da técnica, exerce uma força F no primeiro componente anular 1 movendo-se para o terceiro componente anular 2, prendendo e imobilizando o segundo componente anular 3 entre o primeiro e o terceiro componente 1 e 2, de modo que o terceiro componente anular 2 está engatado firmemente e movendo-se simultaneamente ao eixo 6. As duas seções simétricas de imagem espelhada são conectadas firmemente por meio de terceiros componentes anulares 2 a uma correia dentada 15, movendo-se de um eixo 11 por meio de uma correia dentada cooperante 12. A operação do arranjo como um diferencial é determinado pelo aprisionamento e imobilização ou não do segundo componente anular 3. Assim, enquanto a resistência de dois eixos 6 durante o movimento for a mesma, os segundos componentes anulares 3 permanecem engatados com o terceiro anel componentes 2 e a rotação da correia dentada 15 são transportados em todo o seu efeito para os eixos 6, por outro lado, se a resistência aumentar em um dos eixos 6, o primeiro anular correspondente ar componente 1 irá recuar ligeiramente, o segundo componente anular correspondente 3 será liberado e começará a deslizar simultaneamente e a se mover livremente entre o primeiro e o terceiro componentes anulares 1 e 2, portanto, o no. de rotações do eixo 6 correspondente diminuirá até que o equilíbrio das resistências dos eixos 6 seja restaurado e o arranjo retorne à sua posição / condição operacional inicial.073 In Figure 17.b, a more effective differential arrangement is provided as a combination of the arrangements shown in Figures 16.b and 17.a, the combined descriptions of which provide the mode of operation of this particular type of differential. The differential arrangement comprises two symmetrical mirror image sections, each consisting of the second annular component 3, functioning as a rotor, connected to a shaft 6 via a sliding spline, a first annular component 1 and a third annular component 2. In this initial position/condition, rotor 3 slides, and at the same time moves freely, between stators 1 and 2 without affecting its kinematic condition. A special mechanism, according to the state of the art, exerts a force F on the first annular component 1 moving towards the third annular component 2, trapping and immobilizing the second annular component 3 between the first and third components 1 and 2, so that the third annular component 2 is firmly engaged and moving simultaneously with the axis 6. The two symmetrical mirror image sections are firmly connected by means of third annular components 2 to a toothed belt 15, moving from an axis 11 by means of a cooperating toothed belt 12. The operation of the arrangement as a differential is determined by whether or not the second annular component 3 is trapped and immobilized. Thus, as long as the resistance of two axes 6 during movement is the same, the second annular components 3 remain engaged with the third ring components 2 and the rotation of the timing belt 15 are carried in their full effect to the axes 6, on the other hand, if the resistance increases in one of the axes 6, the corresponding first annular air component 1 will retreat slightly, the second corresponding annular component 3 will be released and will start to slide simultaneously and move freely between the first and third annular components 1 and 2, hence the no. of rotations of the corresponding shaft 6 will decrease until the balance of the resistances of the shafts 6 is restored and the arrangement returns to its initial operating position/condition.
074 Opcionalmente, o primeiro componente anular 1 é conectado a um corpo 7 através do uso de deslizamento axial 14, e o terceiro componente anular 2 é conectado ao corpo 7 tendo a capacidade de um ligeiro deslizamento circunferencial.074 Optionally, the first annular component 1 is connected to a body 7 through the use of axial sliding 14, and the third annular component 2 is connected to the body 7 having the capacity for slight circumferential sliding.
075 O mecanismo especial de exercer força F, assim como nas aplicações de arranjo diferencial das Figuras 16.ae 16.b, pode operar mecanicamente e / ou hidraulicamente, e / ou pneumaticamente etc., com ou sem auxílio eletrônico.075 The special force exerting mechanism F, as in the differential arrangement applications of Figures 16.a and 16.b, can operate mechanically and/or hydraulically, and/or pneumatically etc., with or without electronic assistance.
076 Uma característica / vantagem de tal diferencial é a construção simples e compacta, mas principalmente, a transferência de movimento via engate mecânico, não atrito, resultando na (quase completa) falta de desgaste, devido à ausência de atrito durante a ação de deslizamento das partes cooperantes, pela lubrificação hidrodinâmica das mesmas, bem como pela capacidade de operar como diferencial “LSD”.076 A feature/advantage of such a differential is the simple and compact construction, but mainly, the transfer of motion via mechanical engagement, not friction, resulting in the (almost complete) lack of wear, due to the absence of friction during the sliding action of the cooperating parts, due to their hydrodynamic lubrication, as well as the ability to operate as an “LSD” differential.
077 Na Figura 18.a, um primeiro mecanismo para a transformação de movimento de rotação em movimento recíproco ou vice-versa é mostrado, de acordo com a presente invenção, com n = n1 número de cristas e vales, em que um primeiro e um terceiro componente anular 1 e 2 funcionam como estatores e são montados firmemente em um corpo 7, enquanto o segundo componente anular 3 é movido por um eixo 6 com uma estria deslizante e funciona como um rotor firmemente conectado a um pistão 4 girando e alternando axialmente, conectado coaxialmente por meio de um pino 19 a um segundo mecanismo semelhante, com a mesma trajetória de reciprocidade L e um número de cristas e vales n = n2 + ni, via pistões 4 de modo a permitir a rotação em relação ao outro, porém, não o deslocamento axial. Neste caso, se o eixo 6 do primeiro mecanismo gira com rotações N1, então o eixo 6 do segundo mecanismo estará girando com rotações N2 = N1 x (n1 / n2), ou seja, o par de mecanismos funciona como um aumento da velocidade de rotação - dispositivo de redução.077 In Figure 18.a, a first mechanism for transforming rotational motion into reciprocal motion or vice versa is shown, in accordance with the present invention, with n = n1 number of crests and valleys, in which a first and a third annular component 1 and 2 function as stators and are firmly mounted in a body 7, while the second annular component 3 is moved by a shaft 6 with a sliding spline and functions as a rotor firmly connected to a piston 4 rotating and reciprocating axially, coaxially connected via a pin 19 to a second similar mechanism, with the same reciprocity path L and a number of crests and valleys n = n2 + ni, via pistons 4 so as to allow rotation relative to each other, however, not axial displacement. In this case, if axis 6 of the first mechanism rotates with N1 rotations, then axis 6 of the second mechanism will be rotating with rotations N2 = N1 x (n1 / n2), that is, the pair of mechanisms works as an increase in speed. rotation - reduction device.
078 Na Figura 18.b, respectivamente, os eixos 6 dos dois mecanismos são conectados coaxialmente por meio de cunhas 14 de um acoplador 20 de uma forma fixa, portanto, o par de mecanismos funciona como um dispositivo alternativo de redução do aumento da velocidade. No último caso, ele pode funcionar também e / ou como um dispositivo L de aumento-redução do comprimento do percurso alternativo, desde que o comprimento do percurso alternativo L1 do primeiro mecanismo seja diferente do comprimento do percurso alternativo L2 do segundo.078 In Figure 18.b, respectively, the axes 6 of the two mechanisms are coaxially connected by means of wedges 14 of a coupler 20 in a fixed way, therefore, the pair of mechanisms functions as an alternative device for reducing the increase in speed. In the latter case, it can also function and/or as an alternative path length increase-reduction device L, provided that the alternative path length L1 of the first mechanism is different from the alternative path length L2 of the second.
079 Uma característica / vantagem de tal dispositivo de redução crescente é o arranjo em linha (coaxial) e a capacidade, além de aumentar / reduzir o no. de rotações, para alcançar o aumento / redução do número de reciprocações também, com ou sem alterar o comprimento do caminho.079 A feature/advantage of such a step-down device is the in-line (coaxial) arrangement and capacity in addition to increasing/reducing the no. of rotations, to achieve increasing/reducing the number of reciprocations as well, with or without changing the path length.
080 A Figura 19 mostra o acoplamento de um motor elétrico (gerador de energia / motor elétrico) com dois motores M semelhantes (motores ou bombas / compressores, respectivamente) como aqueles descritos nas aplicações relatadas nas Figuras 5, 8 e 11 da presente invenção. Os corpos dos motores M são montados coaxialmente no corpo (estator) do motor elétrico E: um à direita e outro à esquerda. O eixo do rotor do motor elétrico E é abolido e é substituído pelos eixos 6 dos motores M, e com isso eles se sincronizam entre si, resultando em operação com pistões movendo-se em direções opostas para que as forças inerciais de reciprocidade para equilibrar. Este tipo de acoplamento corresponde à Figura 15.a, porém oferece uma vantagem sobre ele, pois o eixo paralelo está ausente, tendo sido substituído pelo rotor do motor elétrico.080 Figure 19 shows the coupling of an electric motor (power generator / electric motor) with two similar M motors (motors or pumps / compressors, respectively) as those described in the applications reported in Figures 5, 8 and 11 of the present invention. The motor bodies M are mounted coaxially on the body (stator) of the electric motor E: one on the right and one on the left. The rotor shaft of the electric motor E is abolished and is replaced by the 6 shafts of the motors M, and with this they synchronize with each other, resulting in operation with pistons moving in opposite directions so that the inertial forces of reciprocity to balance. This type of coupling corresponds to Figure 15.a, but offers an advantage over it, as the parallel shaft is absent, having been replaced by the electric motor rotor.
081 Uma característica / vantagem de tal par eletromecânico é a sua simplicidade, o tamanho / peso particularmente pequeno, a alta concentração de energia e a compactação (compacta) da construção em comparação com outros casos convencionais.081 A feature/advantage of such an electromechanical pair is its simplicity, the particularly small size/weight, the high energy concentration and the compactness (compact) of the construction compared to other conventional cases.
082 Nas Figuras 5 a 14, os motores descritos da presente invenção podem funcionar como motores a gasolina de 2 tempos com combustível limpo (sem adição de lubrificante). A injeção de combustível com pulverização é necessária, entrada de ar usando um compressor (turbo), uma construção que permite o retardo da inversão de movimento em TDC e BDC de acordo com a presente invenção e válvulas com aberturas de acordo com a presente invenção, ou controladas por um disco em forma de comando, e regulado (uma possibilidade também fornecida pela presente invenção) para operar na seguinte ordem: assim que a fase de expansão for concluída e pouco antes do pistão atingir BDC, a válvula de saída abre e a maioria dos gases escapam, então a válvula de entrada abre e o ar de entrada sob pressão força o restante dos gases de exaustão (varredura / lavagem), a válvula de saída se fecha seguida pela válvula de entrada, uma vez que o cilindro é preenchido com ar e a inversão de movimento começa em direção ao TDC. Em seguida, vem a fase de compressão, injeção, ignição e combustão do combustível e, por fim, a expansão, e um novo ciclo idêntico recomeça.082 In Figures 5 to 14, the described engines of the present invention can operate as 2-stroke gasoline engines with clean fuel (without adding lubricant). Fuel injection with spraying is required, air intake using a compressor (turbo), a construction that allows delay of the reversal of motion at TDC and BDC according to the present invention and valves with openings according to the present invention, or controlled by a disc in the form of a command, and regulated (a possibility also provided by the present invention) to operate in the following order: as soon as the expansion phase is completed and just before the piston reaches BDC, the outlet valve opens and the Most of the gases escape then the inlet valve opens and the incoming air under pressure forces the remainder of the exhaust gases out (sweep/wash), the outlet valve closes followed by the inlet valve once the cylinder is filled with air and the reversal of motion begins towards TDC. Then comes the phase of compression, injection, ignition and combustion of the fuel and, finally, expansion, and a new identical cycle begins again.
083 Uma característica / vantagem de tal motor a gasolina de 2 tempos é o seu pequeno tamanho / peso, cerca de metade de um motor a gasolina de 2 tempos convencional com a mesma potência, mais seu funcionamento não poluente, ou seja, a emissão de gases de escapamento comparável em termos de qualidade em relação aos motores a gasolina de 4 tempos, ao contrário dos gases de escape poluentes dos motores convencionais a gasolina de 2 tempos.083 A feature/advantage of such a 2-stroke gasoline engine is its small size/weight, about half that of a conventional 2-stroke gasoline engine with the same power, plus its non-polluting operation, i.e. the emission of exhaust gases comparable in quality to 4-stroke gasoline engines, unlike the polluting exhaust gases of conventional 2-stroke gasoline engines.
084 O motor descrito também pode operar da mesma maneira que um motor diesel.084 The described engine can also operate in the same way as a diesel engine.
085 Em ambos os casos (motor a gasolina ou diesel), seu tamanho / peso é cerca de um quarto do tamanho / peso do motor convencional de 4 tempos correspondente.085 In both cases (gasoline or diesel engine), its size/weight is about a quarter of the size/weight of the corresponding conventional 4-stroke engine.
086 Na Figura 20 é mostrada a aplicação de um mecanismo em um motor de pistão de dois cilindros, correspondendo ao da Figura 15.a, em que os cilindros são coaxiais, montados em um arranjo de imagem em espelho, com dois componentes 4 movendo-se em direções opostas - funcionando como pistões - para equilibrar as forças inerciais de reciprocidade e caracterizado por cada cilindro operar com um par de componentes anulares com superfícies onduladas que transformam o movimento em seus lados adjacentes, de acordo com a presente invenção, e seu contato contínuo garante uma força sendo exercida continuamente sobre o pistão, conforme ele se move do TDC para o BDC e vice-versa.086 Figure 20 shows the application of a mechanism in a two-cylinder piston engine, corresponding to that in Figure 15.a, in which the cylinders are coaxial, mounted in a mirror image arrangement, with two components 4 moving in opposite directions - functioning as pistons - to balance the inertial forces of reciprocity and characterized by each cylinder operating with a pair of annular components with wavy surfaces that transform the movement on their adjacent sides, in accordance with the present invention, and their contact continuous ensures a force is continually exerted on the piston as it moves from TDC to BDC and vice versa.
087 Mais especificamente, na Figura 20, cada cilindro compreende um primeiro componente anular 1 funcionando como estator, um segundo componente anular 3 funcionando como rotor conectado firmemente a um pistão 4. Os estatores 1 são conectados firmemente entre eles e com um corpo comum 7. Cada um o rotor 3 carrega uma cremalheira externa cooperando com uma correia dentada 12 montada em um eixo comum 11, paralelo ao eixo longitudinal dos cilindros. As engrenagens 12 sincronizam os rotores 3 e transferem o movimento para o eixo 11. Uma força é exercida sobre os pistões 4, conforme eles se movem entre o TDC e o BDC, que é devido à pressão do fluido de trabalho e / ou ao auxílio de uma mola de tração 21, mantendo as superfícies onduladas dos rotores 3 em contato com os respectivos estatores 1. A mola de tração 21 conecta os pistões (4) entre eles através de aberturas nos estatores 1, portanto atua auxiliando sua recuperação, mantendo os rotores 3 em contato contínuo com os respectivos estatores 1 , fato particularmente importante durante o período em que o motor não está funcionando, evitando assim o seu dessintonização. Cada cilindro compreende válvulas de acordo com a invenção ou válvulas convencionais / clássicas 18, em combinação com comandos em forma de disco 13 e hastes 17. Esses motores são os ICEs de 2 tempos, os motores hidráulicos e de ar, em que a força sobre o pistão é devido à pressão do fluido de trabalho. As bombas / compressores constituem um caso semelhante, em que a força sobre o pistão na fase de sucção é exercida exclusivamente pela mola de tração 21; em relação aos demais elementos, o mesmo se aplica conforme estabelecido no caso de motores.087 More specifically, in Figure 20, each cylinder comprises a first annular component 1 functioning as a stator, a second annular component 3 functioning as a rotor firmly connected to a piston 4. The stators 1 are firmly connected to each other and to a common body 7. Each rotor 3 carries an external rack cooperating with a toothed belt 12 mounted on a common axis 11, parallel to the longitudinal axis of the cylinders. Gears 12 synchronize rotors 3 and transfer motion to shaft 11. A force is exerted on pistons 4 as they move between TDC and BDC, which is due to working fluid pressure and/or assist of a traction spring 21, keeping the corrugated surfaces of the rotors 3 in contact with the respective stators 1. The traction spring 21 connects the pistons (4) to each other through openings in the stators 1, therefore it acts to assist their recovery, keeping the rotors 3 in continuous contact with the respective stators 1, a fact that is particularly important during the period in which the engine is not running, thus avoiding its detuning. Each cylinder comprises valves according to the invention or conventional/classic valves 18, in combination with disc-shaped controls 13 and rods 17. These engines are the 2-stroke ICEs, the hydraulic and air engines, in which the force on the piston is due to the pressure of the working fluid. Pumps/compressors constitute a similar case, in which the force on the piston in the suction phase is exerted exclusively by the tension spring 21; in relation to other elements, the same applies as established in the case of engines.
088 Uma característica / vantagem de tal motor é sua simplicidade, o tamanho / peso particularmente pequeno, a alta concentração de potência e a compactação da construção em comparação com outros gabinetes convencionais.088 A feature/advantage of such an engine is its simplicity, the particularly small size/weight, the high power concentration and the compactness of the construction compared to other conventional enclosures.
089 As vantagens dos mecanismos da presente invenção, em comparação com as desvantagens dos já existentes, bem como as vantagens da sua implementação em motores de pistão (motores ou bombas / compressores) e em automações são as seguintes: 1. A construção excepcionalmente simples e o número muito pequeno de componentes necessários para sua implementação. 2. O número mínimo de componentes móveis: apenas eixo 11 ou eixo 6, rotor 3 e pistão 4. 3. A possibilidade de implementar o arranjo de válvula com aberturas simples, sem componentes e / ou mecanismos adicionais. 4. A possibilidade de combinação com válvulas convencionais 18 e comandos (ICE) em um comando em forma de disco 13 no eixo 6 ou eixo 11. Os comandos podem ser moldados em configurações adequadas, de modo que possam abrir e fechar as válvulas de forma mais eficaz em os tempos predeterminados. 5. A possibilidade de alcançar uma reciprocidade absolutamente harmônica sem harmônicos de ordem superior. 6. O movimento alternativo do pistão 4 pode ser realizado de várias maneiras e descrito por equações matemáticas simples. Casos típicos de equações são a sinusoidal e a polionímica. 7. A possibilidade de atrasar a inversão do movimento do pistão no TDC e BDC para melhor combustão e maior eficiência. 8. A possibilidade de neutralizar completamente as forças de inércia do movimento alternativo sem balanceamento, apenas com a disposição adequada dos cilindros. 9. A ausência substancial de atrito e desgaste entre o pistão 4 e o corpo 5 devido à total falta de forças transversais entre eles. 10. A força sub-múltipla (metade sendo a máxima, para n = 2), exercida nos pontos de contato das superfícies de deslizamento onduladas A, B e rα / rβ dos estatores 1, 2 e rotor 3, em relação ao força exercida no ponto de contato da haste do pino-pistão de um motor convencional. 11. A minimização do atrito e do desgaste das superfícies onduladas deslizantes A, B e rα / rβ dos estatores 1, 2 e do rotor 3 respectivamente, devido à lubrificação dinâmica desenvolvida devido à geometria favorável. 12. A capacidade de fabricação de ICEs de 2 tempos com tecnologia antipoluição de tamanho / peso / custo de aproximadamente 50% do ICEs de 2 tempos convencionais ou 25% dos ICEs convencionais de 4 tempos. 13. A construção compacta de motores multicilindros: é possível dispor os cilindros em linha com um (Figura 15.f) ou dois eixos opostos (Figura 15.e), ou transversalmente e transversalmente com um eixo central (Figuras 15.g e h, respectivamente). 14. A redução de aproximadamente 50% no tamanho e / ou volume para a mesma potência e, consequentemente, a duplicação da concentração de potência. O reverso também se aplica. 15. A redução de cerca de 50% do custo, devido à redução correspondente do tamanho e / ou volume para a mesma potência. Índice de Figuras: 1. Primeiro componente anular, estator. 2. Terceiro componente anular, estator. 3. Segundo componente anular, rotor. 4. Eixo do pistão ou da embreagem secundária. 5. Corpo. 6. Eixo com ranhura deslizante. 7. Corpo. 8. Tampa do cilindro. 9. Anéis de pistão. 10. Mola da válvula (abertura). 11. Eixo (comum). 12. Correia dentada do eixo. 13. Comando em forma de disco. 14. Elemento deslizante (cunha). 15. Correia dentada do eixo. 16. Cobertura do corpo. 17. Haste da válvula. 18. Válvula convencional / clássica. 19. Pino de acoplamento. 20. Acoplador. 21. Mola de tração.089 The advantages of the mechanisms of the present invention, compared to the disadvantages of existing ones, as well as the advantages of their implementation in piston engines (motors or pumps/compressors) and in automation are the following: 1. The exceptionally simple and the very small number of components required for its implementation. 2. The minimum number of moving components: only shaft 11 or shaft 6, rotor 3 and piston 4. 3. The possibility of implementing the valve arrangement with simple openings, without additional components and / or mechanisms. 4. The possibility of combining with conventional valves 18 and controls (ICE) in a disc-shaped control 13 on shaft 6 or shaft 11. The controls can be molded into suitable configurations so that they can open and close the valves in a more effective at predetermined times. 5. The possibility of achieving absolutely harmonious reciprocity without higher order harmonics. 6. The reciprocating movement of piston 4 can be carried out in several ways and described by simple mathematical equations. Typical cases of equations are sinusoidal and polyonymic. 7. The possibility of delaying the inversion of piston movement at TDC and BDC for better combustion and greater efficiency. 8. The possibility of completely neutralizing the inertia forces of the reciprocating movement without balancing, only with the appropriate arrangement of the cylinders. 9. The substantial absence of friction and wear between piston 4 and body 5 due to the total lack of transverse forces between them. 10. The sub-multiple force (half being the maximum, for n = 2), exerted at the contact points of the corrugated sliding surfaces A, B and rα/rβ of stators 1, 2 and rotor 3, relative to the force exerted at the pin-piston rod contact point of a conventional engine. 11. The minimization of friction and wear of the corrugated sliding surfaces A, B and rα / rβ of stators 1, 2 and rotor 3 respectively, due to the dynamic lubrication developed due to the favorable geometry. 12. The manufacturing capacity of 2-stroke ICEs with anti-pollution technology of size/weight/cost is approximately 50% of conventional 2-stroke ICEs or 25% of conventional 4-stroke ICEs. 13. The compact construction of multi-cylinder engines: it is possible to arrange the cylinders in line with one (Figure 15.f) or two opposing axes (Figure 15.e), or transversely and transversely with a central axis (Figures 15.g and h, respectively ). 14. The reduction of approximately 50% in size and/or volume for the same power and, consequently, the doubling of the power concentration. The reverse also applies. 15. Approximately 50% reduction in cost due to corresponding reduction in size and/or volume for the same power. Figure Index: 1. First annular component, stator. 2. Third annular component, stator. 3. Second annular component, rotor. 4. Piston or secondary clutch shaft. 5. Body. 6. Shaft with sliding groove. 7. Body. 8. Cylinder cover. 9. Piston rings. 10. Valve spring (opening). 11. Axis (common). 12. Shaft timing belt. 13. Disc-shaped controller. 14. Sliding element (wedge). 15. Shaft timing belt. 16. Body coverage. 17. Valve stem. 18. Conventional / classic valve. 19. Coupling pin. 20. Coupler. 21. Traction spring.
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