BRPI0610624A2

BRPI0610624A2 - motor a pistão

Info

Publication number: BRPI0610624A2
Application number: BRPI0610624-2A
Authority: BR
Inventors: Shigeru Bando
Original assignee: Bando Kiko Co
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2010-07-13
Also published as: JP4918033B2; EP1878901A4; JPWO2006117856A1; EP1878901A1; AU2006241845A1; WO2006118165A1; WO2006117856A1; KR20080002841A; EP1878901B1; RU2371597C2; CN101166897B; US20090071433A1; MX2007013206A; KR100976868B1; CN101166897A; RU2007139475A; CA2605227A1; US7931003B2

Abstract

MOTOR A PISTáO. Um motor a pistão 1 inclui um anel superior anular 5 que serve como um primeiro anel de pistão disposto adjacente a uma superfície superior (superfície da extremidade da cabeça) 4 de um pistão 3 que define uma câmara de combustão 2; um segundo anel 6 anular que serve como um segundo anel do pistão disposto com o anel superior 5 interposto entre o segundo anel 6 anular e a superfície superior 4; uma câmara de gás anular 7 definida pelo anel superior 5 e o segundo anel 6; e uma pluralidade de passagens de comunicação 8 para permitir que a câmara de gás anular 7 e a câmara de combustão 2 se comuniquem uma com a outra. O anel superior 5 e o segundo anel 6 são respectivamente inclinados em relação a uma direção X em que o pistão 3 se movimenta, de modo a ficar localizado mais distante um do outro num lado de impulsão 9 do que de um lado contra-impulsão 10.

Description

"MOTORA PISTÃO"

Campo Téeaiee

A presente invenção se refere a um motor a pistão para uso numautomóvel, em embarcações marinhas, máquina motora industrial, ou similares.

Fundamentos da Arte

Por exemplo, no documento de patente JP-A-4-347352 (documento1), um motor a pistão é proposto em que um segundo anel de pistão disposto comum primeiro anel de pistão (anel superior) interpostos entre o mesmo e a superfíciesuperior (superfície da extremidade da cabeça) de um pistão é inclinado com relaçãoa direção de alternação do pistão, tal que a área de recepção de gás pressurizado dopistão entre o primeiro anel do pistão e o segundo anel do pistão se torna maior dolado de impulsão do que do lado contra-impulsão, de modo que o gás faz com que opistão flutue em relação ao cilindro.

Revelação da Invenção

Problemas que a Invenção Soluciona

Incidentalmente, no motor a pistão acima descrito, a área de recepçãode gás pressurizado do pistão entre o primeiro anel do pistão e o segundo anel dopistão é maior do lado de impulsão do que do lado contra-impulsão, pela inclinaçãodo segundo anel de pistão apenas, de modo que o ângulo de inclinação do segundoanel de pistão se torna maior, e o segundo anel de pistão toma uma formamarcadamente elíptica. Como resultado, há possibilidade disto tornar impossívelassegurar o não vazamento do gás entre a superfície externa periférica do anel dopistão e a superfície interna periférica do cilindro, que o segundo anel do pistãotorna difícil de girar em relação ao pistão, e que danifica ou algo similar éprovavelmente causado no segundo anel do pistão e na superfície interna periféricado cilindro que está em contato com aquele segundo anel do pistão. Em adição, afabricação do anel do pistão que é marcadamente na forma elíptica é também difícil.

A presente, invenção foi concebida em vista dos aspectos acimadescritos, e seu objetivo é fornecer um motor a pistão que torne possível o gás fazero pistão flutuar em relação ao cilindro, reduzir o ângulo de inclinação de cada umdos primeiro e segundo anéis do pistão, e formar a câmara anular de gás paraefetivamente produzir uma força de flutuação através do gás flutuante, e em que osanéis circulares do pistão podem ser usados, e a vedação ao gás entre a superfícieinterna periférica do cilindro e a superfície externa periférica dos anéis do pistãopode ser assegurada, e a danifícação ou algo similar é difícil de ser causada nosanéis do pistão e na superfície interna periférica do cilindro.Meios para Solucionar os Problemas

Um motor a pistão de acordo coma invenção compreende: umprimeiro anel de pistão disposto adjacente a uma superfície superior de um pistãoque define uma câmara de combustão; um segundo anel de pistão disposto com oprimeiro anel de pistão interposto entre o segundo anel de pistão e a superfíciesuperior do pistão; uma câmara de gás anular definida pelo primeiro anel de pistão eo segundo anel de pistão; e uma ou uma pluralidade de passagens de comunicaçãopara permitir que a câmara de gás anular e a câmara dé combustão se comuniquemuma com a outra, onde o primeiro anel de pistão e o segundo anel de pistão estãorespectivamente inclinados com relação à direção de movimento do pistão de modo aserem alocados mais distantes um do outro do lado de impulsão do que do ladocontra-impulsão.

De acordo com o motor a pistão conforme a invenção, uma ou umapluralidade de passagens de comunicação são fornecidas para permitir que a câmarade gás anular e a câmara de combustão se comuniquem uma com a outra, e oprimeiro anel de pistão e o segundo anel de pistão estão respectivamente inclinadoscom relação a direção de movimento do pistão de modo a ser alocada mais distanteum do outro no lado de impulsão do que do lado contra-impulsão. Deste modo, umapressão de gás maior pode ser produzida na câmara de gás anular do lado deimpulsão do que do lado contra-impulsão, tornando deste modo possível o gás fazero pistão flutuar com relação ao cilindro e reduzir o ângulo de inclinação de cada umdos primeiro anel de pistão e o segundo anel de pistão. Daí, é possível formar umacâmara de gás anular para efetivamente produzir uma força de flutuação através dogás flutuante. Além disso, anéis de pistão circulares convencionais podem ser usadoscomo o primeiro anel do pistão e o segundo anel do pistão, e o primeiro anel dopistão e o segundo anel do pistão podem ser disposto de um modo a ser facilmentegirado com relação ao pistão e o cilindro. Além disso, a vedação do gás entre asuperfície interna periférica do cilindro e as superfícies externas periféricas dos anéisdo pistão pode ser assegurada, e os danos ou algo similar é tornado difícil de sercausado nos anéis de pistão e na superfície interna periférica do cilindro.

Num exemplo preferido do motor a pistão de acordo com a invenção,o primeiro anel do pistão e o segundo anel do pistão são alojados próximos um dooutro do lado de contra-impulsão.

Num outro exemplo preferido do motor a pistão de acordo com ainvenção, a passagem de comunicação é disposta do lado de impulsão de modo apermitir que a câmara de gás anular e a câmara de combustão se comuniquem umacom a outra quando o pistão é posicionado num ponto morto superior ou naproximidade do ponto morto superior.

Vantagens da Invenção

De acordo com a invenção, é possível fornecer um motor a pistão quetorna possível para o gás fazer o pistão flutuar em relação ao cilindro, reduzir oângulo de inclinação de cada um dos primeiro e segundo anel do pistão, e formar acâmara de gás anular para efetivamente produzir uma força de flutuação para o gásflutuante, e em que os anéis circulares do pistão podem ser usados, a vedação do gásentre a superfície interna periférica do cilindro e as superfícies externas periféricasdos anéis do pistão pode ser assegurada, e danos ou algo similar é tornado difícil deser causado nos anéis de pistão e na superfície interna periférica do cilindro.

Melhor Modo de Realização da Invenção

A seguir, uma descrição mais detalhada será dada de uma realizaçãoda invenção com referência a realização mostrada nos desenhos. Deve-se notar que ainvenção não é limitada a realização.

Nas figuras 1 a 3, um motor a pistão 1 de acordo com esta realizaçãocompreende um anel superior anular 5 que serve como um primeiro anel do pistãodisposto adjacente a uma superfície superior (superfície da extremidade da cabeça) 4de um pistão 3 definindo uma câmara de combustão 2; um segundo anel 6 anularque serve como um segundo anel do pistão disposto com o anel superior 5 interpostoentre o segundo anel 6 anular e a superfície superior 4; uma câmara de gás anular 7definida pelo anel superior 5 e o segundo anel 6; e uma pluralidade de passagens decomunicação 8 para permitir que a câmara de gás anular 7 e a câmara de combustão2 se comuniquem uma com a outra.

O motor a pistão 1 pode ser um motor a gasolina de dois ciclos ouquatro ciclos ou pode ser um motor a diesel.

As cavidades do anel do pistão, em que o anel superior 5 e o segundoanel 6 são respectivamente dispostos e mantidos, são providas numa superfície emcircunferência 22 conectada a superfície superior 4 do pistão 3 que se movimentanum cilindro 21 numa direção X. Em adição, uma cavidade de anel de óleo, em queum anel de óleo 23 disposto com o segundo anel 6 interposto entre o mesmo e o anelsuperior 5 é disposto e mantido, é também provido na superfície em circunferência22. A superfície superior 4 é paralela ao plano perpendicular a direção X. O pistão 3é conectado a uma extremidade de uma biela 24 por meio de um pino de pistão 25.Uma cambota 26 é conectada a outra extremidade da biela 24.

Uma superfície interna periférica 31 do cilindro 21 define umdiâmetro do cilindro (espaço) 32 onde o pistão é disposto. Uma tomada de ignição34, uma válvula de entrada, e uma válvula de exaustão (não mostrada) são providasnuma porção da cabeça 33 do cilindro 21.

Uma porção 41 num lado de impulsão 9 do anel superior 5 é dispostamais próxima à superfície superior 4 na direção X do que uma porção 42 num ladocontra-impulsão 10 do anel superior 5. A porção 41 é alojada mais distante dosegundo anel 6 na direção X do que a porção 42. Uma superfície externa periférica43 do anel superior 5 fica em contato deslizante com a superfície interna periférica31 do cilindro 21. Um anel superior 5 define a câmara de combustão 2 emcooperação com o cilindro 21 e o pistão 3 e define a câmara de gás anular 7 emcooperação com o cilindro 21, o pistão 3 e o segundo anel 6. Tal anel superior 5 ficainclinado em relação a direção X em que o pistão 3 se movimenta, de modo a ficarlocalizado ainda mais distante do segundo anel 6 no lado de impulsão 9 do que dolado contra-impulsão 10. O anel superior 5 é também inclinado em relação ao planoperpendicular à direção X, e um ângulo de tal inclinação é preferencialmente 1 graua 3 graus, mais preferencialmente 2 graus a 3 graus, e ainda mais preferencialmente2,3 graus ou próximo disso. O anel superior 5 é disposto e mantido na cavidade doanel do pistão (cavidade do anel superior) do pistão 3 com uma pequena folga demodo a assumir um estado capaz de girar em relação ao pistão 3 numa direção Cmostrada na figura 2, isto é, a direção da circunferência do pistão 3, e ser móvelnuma direção radial.

Uma porção 51 no lado de impulsão 9 do segundo anel 6 é dispostamais distante da superfície superior 4 na direção X do que a porção 52 no ladocontra-impulsão 10 do segundo anel 6. A porção 51 é disposta mais distante do anelsuperior 5 na direção X do que a porção 52. A distância da porção 41 a porção 51na direção X é maior do que a distância entre a porção 42 e a porção 52 na direçãoX. Uma superfície periférica 53 do segundo anel 6 fica em contato deslizante com asuperfície interna periférica do cilindro 21. O segundo anel 6 define a câmara de gásanular 7 em cooperação com o cilindro 21, o pistão 3, e o anel superior 5. Talsegundo anel 6 fica inclinado em relação a direção X em que o pistão 3 semovimenta, de modo a ficar localizado ainda mais distante do anel superior 5 nolado de impulsão 9 do que do lado contra-impulsão 10. O segundo anel 6 é tambéminclinado numa direção oposta ao anel superior 5 em relação ao plano perpendicularà direção X, e um ângulo de tal inclinação é preferencialmente 1 grau a 3 graus,mais preferencialmente 2 graus a 3 graus, e ainda mais preferencialmente 2,3 grausou próximo disso. O segundo anel 6 é inclinado na direção oposta à inclinação doanel superior 5, como mostrado na figura 1. O segundo anel 5 é disposto e mantidona cavidade do anel do pistão (cavidade do segundo anel) do pistão 3 com umapequena folga de modo a assumir um estado capaz de girar em relação ao pistão 3numa direção C e ser móvel numa direção radial. Os respectivos ângulos deinclinação do anel superior 5 e o segundo anel 6 com relação ao plano perpendicularà direção X pode ser mutuamente ângulos idênticos. O anel superior 5 e o segundoanel 6 podem ser simétricos.

O anel superior 5 e o segundo anel 6 são alojados mais distantes umdo outro na direção X do lado de impulsão 9 do que do lado contra-impulsão 10 esão alojados próximos um do outro no lado contra-impulsão 10 do que do lado deimpulsão 9. A área de recepção de pressão de gás da superfície em circunferência 22entre a anel superior 5 e o segundo anel 6 é maior do lado de impulsão 9 do que dolado contra-impulsão 10, e aumenta gradualmente do lado contra-impulsão 10 emdireção ao lado de impulsão 9.

Como mostrado nas figuras 2 e 3, nesta realização três passagens decomunicação 8 são respectivamente dispostas do lado de impulsão 9 para permitirque a câmara de gás anular 7 e a câmara de combustão 2 se comuniquem uma com aoutra quando o pistão 3 é posicionado no ponto morto superior ou na proximidadedo ponto morto superior. Cada uma das passagens de comunicação 8 apresentam umressalto 61 provido na superfície interna periférica 31 do cilindro 21.

Os ressaltos 61 nesta realização são respectivamente dispostos nasuperfície interna periférica 31 do cilindro 21, como mostrado na figura 3, de modoa mutuamente, simultaneamente permitir que a câmara de gás anular 7 se comuniquecom a câmara de combustão 2 num caso onde o pistão 3 permanece numa posiçãocorrespondente entre substancialmente 0 a 5 graus e 20 a 30 graus no ângulo damanivela em relação à direção X no curso da explosão. Deve-se notar que o ânguloda manivela acima mencionado para comunicação é determinado pelo diâmetro dopistão no curso. Os três ressaltos 61 são respectivamente dispostos em intervalosmutuamente iguais na direção C. O ressalto 61 localizado de um lado na direção emopostos um ao outro na direção em que o pino do pistão 25 se estende, e o ressalto61 localizado entre estes dois ressaltos 61 é disposto de modo a permitir que acâmara de combustão 2 se comunique com a câmara de gás anular 7 através daporção 41 do anel superior 5.

Deve-se notar que o ressalto 61 de um lado e o ressalto 61 do outrolado podem ser dispostos na direção X de modo a mutuamente, simultaneamentepermitir que a câmara de combustão 2 se comunique com a câmara de gás anular 7antes ou depois da comunicação entre a câmara de combustão 2 e a câmara de gásanular 7 através do ressalto 61 localizado entre os dois ressaltos 61. Em adição, oressalto 61 localizado entre o ressalto 61 de um lado e o ressalto 61 do outro ladopode ser omitido. Além disso, embora nesta realização apenas um ressalto 61 édisposto um de cada lado da porção 41 do anel superior 5 na direção em que o pinodo pistão 25 se estende, por exemplo, dois ou mais ressaltos 61 podem ser dispostosde um lado, e o ressalto 61 num número idêntico àquele de ressaltos 61 de um ladopode ser disposto do outro lado.

Deve-se notar que embora nesta realização o motor a pistão 1apresenta uma pluralidade de passagens de comunicação 8, o motor a pistão 1 podeter apenas uma passagem de comunicação 8, por exemplo.

Daqui em diante, uma descrição detalhada será dada da operação domotor a pistão 1 de acordo com esta realização.

No curso da explosão mostrado na figura 1, quando o pistão 3 inicia omovimento em direção para o lado da cambota 26 na direção X, os gases decombustão na câmara de combustão 2 são introduzidos dentro da câmara de gásanular 7 através das passagens de comunicação 8, e a pressão do gás na câmara degás anular 7 é aumentada pela pressão do gás dos gases de combustão introduzidos.

Uma pressão lateral A direcionada para o lado de impulsão 9 é conferida ao pistão 3que é movido para frente, a luz de tais relações entre a pressão do gás a qual opistão 3 é submetido entre a superfície superior 4 e o anel superior 5, a rotação dacambota 26 numa direção R, e a inclinação da biela 24, enquanto que, contra talpressão lateral A, uma pressão lateral B é também conferida a este que é direcionadopara o lado contra-impulsão 10 com base na pressão do gás na câmara de gás anular7 produzida em maior escala do lado de impulsão 9 do que do lado contra-impulsão10. O pistão 3 ao qual as pressões laterais A e B são assim conferidas flutua emrelação ao eilindro 21,

O motor a pistão 1 de acordo com esta realização compreende e anelsuperior 5 disposto adjacente a superfície superior 4 do pistão 3 definindo a câmarade combustão 2; o segundo anel 6 disposto com o anel superior 5 interposto entre omesmo e a superfície superior 4 do pistâo 3; a câmara de gás anular 7 definida peloanel superior 5 e o segundo anel 6; e uma ou uma pluralidade de passagens decomunicação 8 que permitem a câmara de gás anular 7 e a câmara de combustão 2se comunicarem uma com a outra. Além disso, o anel superior 5 e o segundo anel 6são respectivamente inclinados em relação a direção X que é a direção demovimento do pistão 3, de modo a se localizar mais distante um do outro do lado deimpulsão 9 do que do lado contra-impulsão 10. Deste modo, uma pressão de gásmaior pode ser produzida na câmara de gás anular 7 no lado de impulsão 9 do quedo lado contra-impulsão 10, tornando assim possível do gás fazer o pistão 3 flutuarem relação ao cilindro 21 e reduzir o ângulo de inclinação de cada anel superior 5 eo segundo anel 6. Por esta razão, é possível formar a câmara de gás anular 7 paraefetivamente produzir uma força de flutuação para o gás flutuante. Além disso, oanel superior 5 e o segundo anel 6 que são circulares no formato podem ser usados,e o anel superior 5 e o segundo anel 6 são dispostos num'estado capaz de girar emrelação a superfície interna periférica 31 do cilindro 21.

Além disso, a vedação do gás entre, de um lado, a superfície internaperiférica 31 do cilindro 21 e, por outro lado, a superfície externa periférica 43 doanel superior 5 e a superfície externa periférica 53 do segundo anel 6 pode serassegurada, e danos ou algo similar é tornado difícil de ser causado no anel superior5, segundo anel 6, e superfície interna periférica 31 do cilindro 21.Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista em seção transversal de uma realização dainvenção;

A figura 2 é uma vista em seção transversal tomada na direção dassetas ao longo da linha II-II, da realização mostrada na figura 1; e

A figura 3 é uma vista das passagens de comunicação principais narealização mostrada na figura 1.

Descrição dos Símbolos e Referências Numéricas

4: superfície superier

3: mel superier

6: segundo anel

7: câmara de gás anular

8: passagem de comunicação

Claims

1. Motor a pistão, CARACTERIZADO por compreender: umprimeiro anel de pistão disposto adjacente a uma superfície superior (4) de um pistão(3) que define uma câmara de combustão (2); um segundo anel (6) de pistão dispostocom o dito primeiro anel de pistão interposto entre o dito segundo anel (6) de pistãoe a superfície superior (4) do dito pistão (3); uma câmara de gás anular (7) definidapelo dito primeiro anel de pistão e o dito segundo anel (6) de pistão; e uma ou umapluralidade de passagens de comunicação para permitir que a dita câmara de gásanular (7) e a dita câmara de combustão (2) se comuniquem uma com a outra, ondeo dito primeiro anel de pistão e dito segundo anel (6) de pistão estão respectivamenteinclinados com relação à direção de movimento do dito pistão (3) de modo a seremalocados mais distantes um do outro do lado de impulsão do que do lado contra-impulsão.

2. Motor a pistão de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo dito primeiro anel de pistão e o dito segundo anel (6) depistão estarem localizados próximos um do outro no lado contra-impulsão.

3. Motor a pistão de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pela dita passagem de comunicação (8) ser disposta no lado deimpulsão 9 de modo a permitir que a dita câmara de gás anular (7) e a dita câmarade combustão (2) se comuniquem uma com a outra quando o dito pistão (3) éposicionado num ponto morto superior ou na proximidade do ponto morto.