BRPI0622053A2

BRPI0622053A2 - Motor de movimento alternado dotado de um pistão

Info

Publication number: BRPI0622053A2
Application number: BRPI0622053-3A
Authority: BR
Inventors: Shigeru Bando
Original assignee: Bando Kiko Co
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2014-04-29
Also published as: EP2083163A4; TWI327190B; EP2083163A1; US8069833B2; JP4821856B2; TW200835848A; CA2666228A1; CN101529071A; JPWO2008047453A1; US20100024758A1; CN101529071B; KR101290739B1; KR20090077920A; WO2008047453A1

Description

“MOTOR DE MOVIMENTO ALTERNADO DOTADO DE UM

PISTÃO”.

CAMPO DA TÉCNICA

A presente invenção refere-se a um motor de movimento alternado no qual, durante a operação, um pistão é abaixado enquanto é suportado pela pressão do gá s proveniente de um lado de impulsão em direção a um lado anti-impulsão e, assim, é encostado estritamente em uma parede de cilindro no lado anti-impulsão, de modo que o pistão não seja submetido a excentricidades tais como oscilação, balanço e excentricidade lateral, por meio disso alcançando redução da perda de fricção entre o pistão e um cilindro e a perda de fricção entre o pistão e os anéis e os anéis do pistão.

A presente invenção está relacionada a um motor de movimento alternado que pode, naturalmente, ser usado como motor à gasolina de quatro tempos de ciclo, motor à gasolina de dois tempos de ciclo ou u m motor a diesel.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Documento de patente 1: folheto da publicação internacional n° WO

92/02722

Documento de patente 2: JP-A-04-347352

Documento de patente 3: JP-A-05-26106

Documento de patente 4: patente japonesa n° 2988010

As técnicas para a redução da perda de fricção entre o pistão e o cilindro no lado de impulsão devido à força de impulsão que atua sobre o pistão incluem, dentre outros, um folheto da publicação internacional n0 WO 92/02722, JP-A-04-347352, JP-A- 05-26106 e a patente japonesa n° 2988010 (refere-se aos documentos de patente de 1 a 4). Nas técnicas descritas nestes documentos, uma câmara de gás é formada entre os anéis do pistão para a compressão fornecida em um corpo superior do pistão, isto é, em uma segunda porção de descarga e a alta pressão de gás acima do pistão é introduzida nesta câmara de gás em um estágio inicial do tempo de expansão da operação do motor, de modo que o pistão seja suportado por esta pressão do gás introduzida em oposição à força de impulsão gerada devido à inclinação da biela para, por meio disso, conter a redução da perda de fricção entre o pistão e uma superfície interna do cil indro.

REVELAÇÃO DA INV ENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO Incidentalmente, o diâ metro do corpo superior do pistão do motor de

movimento alternado é menor que aquele de uma porção de diâmetro máximo de uma porção da saia e o pistão como um todo tem um formato trapezoidal. A saber, o corpo superior do pistão é incorporado no cilindro com uma folga em relação ao diâmetro interno do cilindro. Em outras palavras, uma folga está inevitavelmente presente entre o 10 corpo superior do pistão e a superfície interna do cilindro tanto no lado de impulsão como no lado anti-impulsão. Por esta razão, o fenômeno de balanço do pistão no centro morto de topo permanece inalterado mesmo se a câ mara de gás for formada entre os anéis do pistão for compressão, isto é, na segunda porção de descarga e o gás de alta pressão acima do pistão é introduzido nesta câmara de gás no estágio inicial do tempo 15 de expansão, a fim de suportar o pistão por esta pressão do gás introduzida. Ou seja, devido à presença da folga descrita acima, o pistão se submete à oscilação e ao balanço devido à carga do momento e força de impulsão durante a operação do motor, particularmente, durante a inversão no centro morto de topo. O corpo superior do pistão e a porção de saia do pistão colidem contra o cilindro. Por esta razão, é ocasionada a perda 20 de fricção entre o pistão e o cilindro, entre o anel de pistão e o cilindro e entre o anel de pistão e o sulco do anel de pistão. Além disso, a excentricidade do pistão resulta na ocorrência de excentricidade de fluxo de gás.

Consequentemente, um objetivo da invenção consiste em fornecer um motor de movimento alternado que, durante a operação do motor, seja capaz de suprimir 25 a excentricidade do pistão, incluindo a oscilação, balanço, excentricidade lateral e similares do pistão, de obter a redução da perda de fricção entre o anel de pistão e o cilindro e entre o anel de pistão e o sulco do sulco do pistão, de reduzir a ocorrência da excentricidade de fluxo de gás e de aumentar o resfriamento eficiente do corpo superior do pistão e a taxa de combustão da mistura de combustível. MEIOS PARA A SOLUÇÃO DOS PROBLEMAS

De acordo com a invenção, um motor de movimento alternado dotado de um pistão compreende: um corpo superior do pistão feito de uma porção de coroa para receber a pressão da combustão e uma porção de descarga dotada de anéis do pistão encaixados nela; e uma porção de saia formada em um lado inferior do corpo superior do pistão, sendo que o corpo superior do pistão é formado de modo a estar fora de centro em direção a um lado anti-impulsão em relação a uma linha central de um pistão, e no lado anti-impulsão uma superfície periférica externa do corpo superior do pistão e uma superfície periférica externa de uma porção com diâmetro máximo da porção de saia são formadas alinhadas em uma linha vertical, de modo que, em um estado no qual o pistão esteja acomodado em uma postura vertical em um cilindro, no lado anti-impulsão a superfície periférica externa do corpo superior do pistão e a superfície periférica externa da porção com diâmetro máximo da porção de saia estejam encostada estritamente em uma superfície interna do cilindro, e em um lado de impulsão uma folga é criada entre a superfície periférica externa do corpo superior do pistão e uma superfície interna do cilindro, uma câmara de gás é formada em uma segunda porção de descarga entre um primeiro anel de pistão encaixado na superfície periférica externa do corpo superior do pistão e um segundo anel de pistão, uma pluralidade de reentrâncias são formadas em uma porção superior sobre o lado de impulsão da superfície interna do cilindro, pela qual, quando o pistão está localizado em um centro morto de topo ou em uma proximidade do centro morto de topo, permite-se que o gás de alta pressão acima do pistão flua no interior da câmara de gás anular, o pistão é suportado a partir do lado de impulsão pelo gás de alta pressão que flui no interior da câmara de gás, e o pistão é abaixado de modo que a superfície periférica externa do corpo superior do pistão e a porção de saia estejam encostadas na superfície interna do cilindro no lado anti-impulsão.

De acordo com a construção descrita acima, o corpo superior do pistão está fora de centro em direção ao lado anti-impulsão e a superfície periférica externa do corpo superior do pistão e da superfície periférica externa da porção com diâmetr o máximo da porção de saia são formadas alinhadas na linha vertical. Portanto, como para o pistão incorporado no cilindro, no lado anti-impulsão na postura vertical, a superfície periférica externa do corpo superior do pistão e a superfície periférica externa da porção com diâmetro máximo da porção de saia estão em um estado de contiguidade próxima em relação à superfície interna do cilindro.

5 Quando o pistão no estado descrito acima está no centro morto de topo, se

o gás comprimido e o gás de expansão atuam sobre o topo da superfície, a pressão do gás atua sobre a superfície periférica externa no lado de impulsão do corpo superior do pistão, mas não pode atuar em torno da superfície periférica externa no lado anti- impulsão, isto é, sobre a descarga do topo no lado anti-impulsão. O pistão é ajustado em um estado de estar suportado a partir do lado de impulsão.

Mesmo se uma carga de momento que balançaria o pistão em tal estado seja aplicada ao pistão, o pistão inscreve a superfície interna do cilindro no lado anti- impulsão enquanto mantém sua postura vertical. Quando o pistão está no estado descrito acima no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, o gás de 15 expansão acima do pistão flui no interior da câmara de gás anular do pistão através das reentrâncias fornecidas na porção superior no lado de impulsão da superfície interna do cilindro. Neste ponto, um força de impulsão ou pressão lateral atua sobre o pistão devido à inclinação de uma biela em direção ao lado de impulsão e tende a ocasionar o excentricidade lateral em direção ao lado de impulsão. Entretanto, o pistão é suportado a 20 partir do lado de impulsão pelo gás que flui e ficou mantido no interior da câmara de gás anular e á abaixado com sua excentricidade suprimido enquanto mantém sua postura vertical e a contiguidade em relação à superfície interna do cilindro no lado anti- impulsão.

Em outras palavras, o pistão está em contiguidade pró>dma com o lado 25 anti-impulsão devido ao suporte e o pressionamento resiliente do lado de impulsão pela pressão do gás. Por esta razão, o pistão é suprimido de se submeter à excentricidade lateral, balanço e colisão contra o cilindro. Consequentemente, é possível reduzir substancialmente a perda de fricção entre o pistão e o cilindro, particularmente, entre o pistão e o cilindro no lado de impulsão onde a pressão lateral atua, entre o anel de pistão e o pistão e entre o anel de pistão e a superfície interna do cilindro. Além disso, uma vez que a vibração do pistão é suprimida, é possível evitar a explosão através da excentricidade de fluxo de gás.

Adicionalmente, como para o pistão, uma vez que o corpo superior do 5 pistão com a porção de coroa, que é submetida à alta temperatura e alta pressão do gá s, está em contato com o cilindro no lado anti-impulsão, quando comparado com o contato convencional com o cilindro por somente os anéis do pistão, a área de contato com o cilindro aumenta amplamente e o fluxo de calor do pistão para o cilindro é grande, permitindo assim que o resfriamento da superfície de topo do pistão seja desempenhado 10 eficientemente. Portanto, é possível evitar a combustão abnormal e a elevação de calor de todo o motor é baixa, de modo que a eficiência da absorção possa ser assegurada satisfatoriamente.

Além disso, no está gio inicial do tempo de expansão, quando o pistão está localizado no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo e o 15 primeiro anel de pistão do pistão passa sobre a pluralidade de reentrâncias, a pressão do gás que está sendo queimada acima do pistão flui rapidamente no interior da câmara de gás anular do pistão, de modo que o fluxo ocorra no gás a ser queimado acima do pistão e que o gás seja interferido, por meio disso aumentando a taxa de combustão e diminuindo o tempo de combustão.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, é possível fornecer um motor de movimento alternado que, durante a operação do motor, seja capaz de suprimir a excentricidade do pistão, incluindo a oscilação, balanço, excentricidade lateral e similares do pistão, de alcançar a redução da perda de fricção entre o anel de pistão e o cilindro e entre o anel de 25 pistão e o sulco do pistão, além da redução da ocorrência de excentricidade de fluxo de gás e de aumentar o resfriamento eficiente do corpo superior do pistão e a taxa de combustão da mistura de combustível.

A seguir, será dada uma descrição das modalidades com referência aos desenhos que ilustram o modo para executar a invenção. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em seção transversal longitudinal explanatória de um exemplo do modo para executar a invenção;

A Figura 2 é um diagrama explanatório da operação de acordo com um exemplo mostrado na Figura 1;

A Figura 3 é um diagrama explanatório da operação de acordo com um exemplo mostrado na Figura 1;

A Figura 4 é vista em seção transversal atravessada explanatória do exemplo mostrado na Figura 1;

A Figura 5 é um diagrama explanatório de um pistão de acordo com um

exemplo mostrado na Figura 1;

A Figura 6 é uma vista plana do pistão de acordo com um exemplo mostrado na Figura 5;

A Figura 7 é um diagrama explanatório do pistão de acordo com outro exemplo do modo para BA execução da invenção;

A Figura 8 é uma vista em seção transversal longitudinal explanatória do exemplo mostrado na Figura 7;

A Figura 9 é um diagrama explanatório parcialmente ampliado do outro exemplo mostrado na Figura 8;

A Figura 10 é uma vista em seção transversal longitudinal explanatória

ainda de outro exemplo do modo para a execução da invenção;

A Figura 11 é um diagrama explanatório da operação ainda de acordo com outro exemplo mostrado na Figura 10;

A Figura 12 é uma vista em seção transversal atravessada explanatória de ainda outro exemplo mostrado na Figura 10;

A Figura 13 é um diagrama explanatório do pistão principal ainda de acordo com outra modalidade mostrada na Figura 10; e

A Figura 14 é uma vista plana do pistão mostrado na Figura 13.

MELHOR MODO PARA EXECUTAR A INVENÇÃO As Figuras de I a 9 mostram uma primeira modalidade de um motor de movimento alternado de acordo com a invenção. As Figuras de 10 a 14 mostram uma segunda modalidade do motor de movimento alternado de acordo com a invenção.

As Figuras 5 e 6 mostram um pistão 2 de um motor de movimento 5 alternado 1 de acordo com uma primeira modalidade. O pistão 2 inclui um corpo superior do pistão 8 feito de uma porção de coroa 3 para receber pressão da combustão e uma porção de descarga 7 dotada de sulcos do anel de pistão 4, 5 e 6; uma porção de saia 9 formada no lado inferior deste corpo superior do pistão 8; e uma porção de ressalto do pino 11 para suportar um pino do pistão 10. Deve ser observado que a porção de 10 descarga 7 supracitada tem a intenção de incluir uma superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 supracitado igualmente. A seguir, a porção de descarga 7 será referida como a superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8. No pistão 2 supracitado, o número de referência 12 denota um lado de impulsão e o número de referência 13 denota um lado anti-impulsão.

O pistão 2 é formado de modo que o corpo superior do pistão 8 supracitado

esteja fora de centro em direção ao lado anti-impulsão 13 em relação a uma linha central

14 do pistão 2. O número de referência 15 denota uma linha central do corpo superior do pistão 8. Conforme mostrado na Figura 5, o pistão 2 em uma postura vertical é formado de modo que, no lado anti-impulsão 13, uma superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 e uma superfície periférica externa 17 de uma porção com diâmetro máximo do porção de saia 9 estão alinhadas em uma linha vertical 18.

Entrementes, no lado de impulsão 12, uma superfície periférica externa 19 do corpo superior do pistão 8 está localizada para dentro de uma linha vertical 21 passando através de uma superfície periférica externa 20 da porção com diâmetr o máximo da porção de saia 17, de modo que haja uma folga 22 entre as mesmas.

Posto que o pistão 2 tenha o formato descrito acima, quando está incorporado em um cilindro 23 e está na postura vertical, conforme mostrado nas Figuras de 1 a 3, no lado anti-impulsão 13 tanto a superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 como a superfície periférica externa 17 da porção com diâmetro máximo da porção de saia 9 estão simultaneamente em contiguidade próxima com uma superfície interna 24 do cilindro 23. Por outro lado, no lado de impulsão 12, uma folga 25 está presente entre a superfície periférica externa 19 do corpo superior do pistão 8 e a superfície interna 24 do cilindro 23.

Uma anel de pistão para compressão é encaixado no sulco do anel de

pistão 4 do corpo superior do pistão 8. A saber, um primeiro anel de pistão 26 é encaixado no sulco do anel de pistão 4 que está mais perto da porção de coroa 3 e um segundo anel de pistão 27 é encaixado no sulco do anel de pistão 5 que é o próximo mais perto. Deve ser observado que o primeiro anel de pistão é o chamado anel de topo e o 10 segundo anel de pistão é o chamado segundo anel. Adicionalmente, um anel de segmento de óleo 28 é encaixado no sulco de anel mais baixo 6.

O sulco do anel de pistão 4 no qual o primeiro anel de pistão 26 é encaixado e o sulco do anel de pistão 5 no qual o segundo anel de pistão 27 é encaixado são formados de tal maneira que estejam inclinados em relação a um plano perpendicular

a um eixo geométrico 29 do pistão 2. Adicionalmente, o sulco do anel de pistão 4 e o sulco do anel de pistão 5 são respectivamente fornecidos de tal maneira que fiquem inclinado mutuamente em direção a lados opostos e são fornecidos de tal maneira que sejam gradualmente afastados um do outro do lado anti-impulsão 13 em direção ao lado de impulsão 12.

Consequentemente, uma segunda porção de descarga 30 que é cercada

entre o sulco do anel de pistão 4 e o sulco do anel de pistão 5 é mais ampla no lado de impulsão 12 e mais estreita no lado anti-impulsão 13. O sulco de anel 6 no qual o anel de segmento de deo 28 é encaixado é paralelo ao plano perpendicular do pistão eixo geométrico 29.

As Figuras de 1 a 4 mostram um estado no qual o pistão 2 com o primeiro

anel de pistão 26, o segundo anel de pistão 27 e o anel de segmento de óleo 28 respectivamente encaixados nos sulcos do anel de pistão 4, 5 e 6 é incorporado no cilindro 23 e o motor está sendo operado em uma postura vertical. No pistão 2, uma câmara de gás anular 31 é formada sendo cercada pela superfície interna 24 do cilindro 23 e a segunda porção de descarga 30 formada entre o primeiro anel de pistão 26 e o segundo anel de pistão 27. Esta câmara de gás anular 31 é ampla no lado de impulsão 12 e é gradualmente mais estreita em direção ao lado anti- 5 impulsão 13. Isto é para assegurar que o pistão 2 seja pressionado ampla e fortemente a partir do lado de impulsão 12 pelo gás de alta pressão que flui na câm ara de gás anular 31 para, por meio disso, reduzir o gás que flui em torno do lado anti-impulsão 13 e moderar a pressão de volta.

A seguir, uma pluralidade de reentrânc ias 34 (3 a 4) são fornecidas no 10 cilindro 23 em sua superfície interna 24 no lado de impulsão 12 em sua porção superior 33 através da disposição ao longo de uma direção circunferencial 35. Deve-se notar que as reentrâncias 34 são profundas a partir da superfície interna do cilindro 24 e são formadas concavamente. Estas reentrânc ias 34 servem como passagens da pressão do gás, que serão descritas futuramente. As posições destas reentrânc ias 34 são ajustadas de 15 modo que quando o pistão 2 está na posição do centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, o primeiro anel de pistão 26 do pistão 2 está passando sobre estas reentrâncias 34. Dessa forma, a disposição fornecida é tal que quando o pistão 2 está no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo e o primeiro anel de pistão 26 está passando sobre as reentrâncias 34, os espaços formados entre os 20 espaços rebaixados respectivos 36 destas reentrâncias 34 e a superfície periférica externa do primeiro anel de pistão 26 constituem passagens, de modo que uma câmar a de combustão 37 acima do pistão 2 e da câmara de gás anular 31 do pistão 2 se comunique uma com a outra, permitindo assim que a alta pressão do gás 38 acima do pistão 2 flua no interior das câmara de gás anular 31, conforme indicado por uma seta 41. Além 25 disso, as reentrâncias 34 supracitadas são fornecidas a fim de não serem conectadas ao segundo anel de pistão 27 quando o pistão 2 está localizado no centro morto de topo. Isto serve para assegurar que o gás de alta pressão 38 da câmara de combustão 37 não escape descendentemente do pistão 2. No presente contexto, durante a operação do motor, particularmente, quando o pistão 2 está localizado no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, no período do está gio final do tempo de compressão para o estágio inicial do tempo de expansão, quando o primeiro anel de pistão 26 passa sobre as reentrâncias 34, o gás de alta pressão 38 da câmara de combustão 37 acima do pistão 2 passa através das reentrâncias 34 e flui para o interior da 5 câmara de gás anular 31 do pistão 2. Concomitantemente, o pistão 2 é ajustado em um estado no qual seja suportado pelo gás de alta pressão 39 em fluxo interno dentro da câmara de gás anular 31 no corpo superior do pistão 8 e é pressionado a partir do lado de impulsão 12 em direção ao lado anti-impulsão 13. O pistão 2 é abaixado no tempo de expansão em um estado no qual a superfície periférica externa 16 sobre o lado anti- 10 impulsão 13 do corpo superior do pistão 8 e a superfície periférica externa 17 da porção com diâmetro máx imo da porção de saia 9 se se encostam à superfície interna 24 do cilindro 23 enquanto a pressão do gás 39 que atua conforme descrito acima é mantida dentro da câmara de gá s anular 31.

De acordo com o motor de movimento alternado 1 desta primeira 15 modalidade construída conforme descrito acima, o pistão 2 é formado de modo que o corpo superior do pistão 8 seja fornecido a fim de estar fora de centro em direção ao lado anti-impulsão 13 e a superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 e a superfície periférica externa 17 da porção com diâmetro máximo da porção de saia 9 sejam formadas alinhadas na linha vertical 18. Portanto, como para o pistão 2 incorporado 20 no cilindro 23, no lado anti-impulsão 13 na postura vertical, a superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 e a superfície periférica externa 17 da porção de saia 9 estão em contiguidade estrita com a superfície interna do cilindro 2 3.

Se vista a partir da superfície de topo do pistão, no lado anti-impulsão 13, a superfície periférica externa 16, particularmente, uma descarga de topo 43 do corpo superior do pistão 8 inscreve a superfície interna 24 do cilindro 23 no formato de um arco circular, conforme mostrado na Figura 4.

Por outro lado, no lado de impulsão 32 a folga em formato de arco circular 25 está presente entre a superfície periférica externa 19 do corpo superior do pistão 8 e a superfície interna 24 do cilindro 23. Quando o gás comprimido e o gás de expansão 38 atuam na superfície de topo do pistão 2 que está em um estado descrito acima, a pressão do gás atua na descarga de topo 46 sobre a superfície periférica externa no lado de impulsão 12 do corpo superior do pistão 8, mas não pode atuar em torno da superfície periférica externa 16 no 5 lado anti-impulsão 13, isto é, sobre a descarga de topo 46 no lado anti-impulsão 13. O pistão 2 é ajustado em um estado que é suportado a partir do lado de impulsão 12.

Consequentemente, quando o pistão 2 alcança a posição do centro morto de topo ou da proximidade do centro morto de topo e uma carga de momento que balançaria o pistão 2 é aplicada ao pistão 2, o pistão 2 inscreve a superfí cie interna do cilindro 23 no lado anti-impulsão 13 enquanto mantém sua postura vertical. Quando o pistão 2 está no estado descrito acima no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, o gá s de expansão 38 acima do pistão 2 flui para o interior da câmara de gá s anular 31 do pistão 2 através das reentrâncias 34 fornecidas na porção superior 33 no lado de impulsão 32 da superfície interna 24 do cilindro 23. Neste momento, uma força de impulsão (pressão lateral) 42 atua sobre o pistão 2 devido à inclinação de uma biela 47 em direção ao lado de impulsão 32 e tende a ocasionar excentricidade lateral em direção ao lado de impulsão 32. Entretanto, o pistão 2 é suportado a partir do lado de impulsão 32 pelo gás de alta pressão 39 que fluiu e esteve mantido na câmara de gás anular 31 supracitada, e é abaixado enquanto fica em contiguidade com a superfície interna 24 do cilindro 23 no lado anti-impulsão 13.

Ou seja, no tempo de expansão do tempo de compressão, o pistão 2 é abaixado com seu balanço lateral suprimido a pesar da inversão da inclinação da biela 44 e a inversão da carga de momento. A saber, no lado de impulsão 32 onde a pressão lateral atua, o corpo superior do pistão 8 é resilientemente suportado pelo gás de alta 25 pressão 39 que fui e esteve mantido na câmara de gás anular 31, e o pistão 2 é, portanto, abaixado em um estado de contiguidade prórima com a superfície interna 24 do cilindro 23 no lado anti-impulsão 45 e ocasionar “excentricidade.” Por esta razão, o excentricidade lateral e o balanço são suprimidos para o pistão 2 e a colisão com a superfície interna 24 do cilindro 23 é suprimida. Consequentemente, a perda de fricção entre o pistão 2 e a superfície interna 24 do cilindro 23, a perda de fricção entre o primeiro anel de pistão 26 e o pistão 2 e a perda de fricção entre o primeiro anel de pistão 26 e a superfície interna 24 do cilindro 23 são substancialmente reduzidas. Além disso, uma vez que a vibração do pistão 2 é suprimida, a explosão através do excentricidade de fluxo de gás é evitada.

Além disso, no tempo de expansão, no lado de impulsão 12 onde a força de impulsão 42 atua, o pistão 2 é, obviamente, suportado pelo gás de alta pressão 39 da câmara de gás anular 31, de modo que a perda de fricção entre o pistão 2 e a superfície interna 24 do cilindro 23 seja reduzida. Posto que o pistão 2 tenha o corpo superior do 10 pistão 8 suportado pelo gá s de alta pressão 39 da câmara de gás anular 31 particularmente no lado de impulsão 12, a área de contato entre o pistão 2 e a superfície interna 24 do cilindro 23 é pequena, como resultado a resistência ao movimento de deo se torna menor.

Adicionalmente, como para o pistão 2, uma vez que o corpo superior do pistão 8 dotado da porção de coroa 3, que é sujeitada à alta temperatura e alta pressão do gás, está em contato com a superfície interna 24 do cilindro 23 no lado anti-impulsão

13, conforme comparado com o contato convencional por somente os anéis do pistão, a área de contato com a superfície interna 24 do cilindro 23 é grande e o calor mandado do pistão 2 para cilindro 23 é grande, permitindo assim que o resfriamento da superfície de 20 topo do pistão 2 seja executado eficientemente. Portanto, é possível evitar a combustão abnormal e a elevação do calor do motor como um todo é baixa, a fim de que o efeito de admissão possa ser satisfatoriamente garantido. Além disso, no estág io inicial do tempo de expansão da operação do motor, quando o pistão 2 está localizado no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, e o primeiro anel de pistão 26 do pistão 25 2 passa sobre a pluralidade de reentrâncias 34 fornecidas no cilindro 23, a pressão do gás 38 acima do pistão 2 flui rapidamente no interior da câmara de gás anular 31 do pistão 2, de modo que o fluxo ocorra no gás durante a combustão na câmara de combustão 37 e interfira no gás, aumentando assim a taxa de combustão. Nas Figuras 7, 8 e 9, no motor de movimento alternado 1 no qual o segundo anel de pistão do pistão 2 consiste de uma estrutura sobreposta de dois anéis do pistão 43 pequenos, os dois anéis do pistão 43 finos são inseridos, conforme mostrado nas Figuras 7, 8 e 9, em vez do único anel de pistão 27 inserido no sulco do anel de pistão 5 do pis tão 2 mostrado na Figura 1.

De acordo com este motor de movimento alternado 1, uma vez que dois anéis do pistão 43 sejam sobrepostos e inseridos no sulco do anel de pistão 5, o óleo entra e fica presente entre os respectivos anéis do pistão 43. Por esta razão, a formação de uma película de óleo em relação à superfície interna 24 do cilindro 23 é excelente, a vedação 10 da pressão do gás se torna mais confiável e satisfatória, a lubrificação fluida é constantemente assegurada entre a superfície interna do cilindro 24 e os anéis do pistão 43.

Embora o sulco do anel de pistão 5 seja formado de tal modo que fique inclinado em relação ao eixo geométrico 29 do pistão 2, os respectivos anéis do pistão 43 operam independentemente e estão respectivamente em contato com a superfície interna

24 do cilindro 23.

Por esta razão, porções de vedação duplas 44 são formadas, proporcionando assim uma vedação de gás mai s confiável.

Adicionalmente, como as contiguidades 45 dos respectivos anéis do pistão 43 são deslocadas entre si, um efeito labirinto é produzido entre as contiguidades, evitando assim a geração de gás propano a parti r das contiguidades 45.

Consequentemente, de acordo com o motor de movimento alternado 1 como o mostrado na Figura 8, o gás de alta pressão 39 que fluiu no interior da câmara de gás anular 31 do pistão 2 é mantido mais confiavelmente. Embora no tempo de expansão da 25 operação do motor o pistão 2 seja submetido a uma grande força de impulsão 42 no lado de impulsão 12, o pistão 2 é abaixado em um estado no qual o corpo superior do pistão 8 do pistão 2 fica flutuando a partir da superfície interna 24 do cilindro 23 em virtude do gás de alta pressão 39 q ue flui e ficou mantido na câm ara de gás anular 31. Por esta razão, a perda de fricção é também reduzida adicionalmente no lado de impulsão 12 onde a força de impulsão 42 atua.

Como para o pistão 2 que é adaptado para se com a superfície periférica externa 16 do corpo superior do pistão 8 e a superfície periférica externa 17 da porção 5 com diâmetro máx imo da porção de saia 9 em contato com a superfície interna 24 do cilindro 23, uma vez que os segundos anéis do pistão 43 estão sobrepostos na forma de dois anéis e o gás de alta pressão 39 pode ser mantido confiavelmente, o pistão 2 é pressionado resilientemente em direção ao lado anti-impulsão 13 por este gás de alta pressão 39 e é abaixado junto com a superfície interna 24 no lado anti-impulsão 13. O 10 pistão 2 tem o balanço suprimido e abaixado suave e delicadamente.

Um motor de movimento alternado 48 de acordo com uma segunda modalidade é mostrado nas Figuras 10 a 14, e um pistão 49 do motor de movimento alternado 48 desta modalidade é mostrado nas Figuras 13 e 14, em particular.

O pistão 49 inclui um corpo superior do pistão 55 feito de uma porção de coroa 50 para receber a pressão da combustão e uma porção de descarga 54 com sulcos do anel de pistão 51, 52 e 53, bem como uma porção de saia 56 formada no lado inferior deste corpo superior do pistão 55 e uma porção de ressalto do pino 58 para suportar um pino do pistão 57.

O número de referência 79 denota o lado de impulsão e o número de referência 80 denota o lado anti-impulsão.

Como para o pistão 49, o corpo superior do pistão 55 supracitado é fornecido de modo a estar fora de centro em direção ao lado anti-impulsão 80 em relação a uma linha central 61 do pistão 49. O número de referência 62 denota uma linha central do corpo superior do pistão 55. O pistão 49 em uma postura vertical é formado de modo 25 que, no lado anti-impulsão 80, uma superfície periférica externa 63 do corpo superior do pistão 55 supracitado e uma superfície periférica externa 64 de uma porção com diâmetro máximo da p orção de saia 56 são alinhadas em u ma linha vertical 65.

Ao mesmo tempo, no lado de impulsão 79, uma superfície periférica externa 66 do corpo superior do pistão 55 está localizada para dentro de uma linha vertical 68 passando através de uma superfície periférica externa 67 do porção com diâmetro máximo do porção de saia 56, de modo que exista uma folga 69 entre as mesmas. Posto que o pistão 49 tenha o formato descrito acima, quando está incorporado em um cilindro 23 e está na postura vertical, conforme mostrado na Figura 10, no lado 5 anti-impulsão 80 tanto a superfície periférica externa 63 do corpo superior do pistão 55 como a superfície periférica externa 64 da porção com diâmetro máximo do porção de saia 56 estão em contiguidade próxima com una superfície interna 71 do cilindro.

Por outro lado, no lado de impulsão 79, um folga 72 está presente entre a superfície periférica externa 66 do corpo superior do pistão 55 e a superfície interna 71 do cilindro 70.

Os anéis do pistão para compressão são respectivamente encaixados nos sulcos do anel de pistão 51 e 52 do corpo superior do pistão 55. Um primeiro anel de pistão 73 é encaixado no sulco do anel de pistão 51 que está mais próxmo à porção de coroa 50 e um segundo anel de pistão 74 é encaixado no sulco do anel de pistão 52 que é 15 o segundo mais prósmo. É evidente que o primeiro anel de pistão 73 é o anel de topo for compressão e que o segundo anel de pistão 74 é o segundo anel for compressão. Adicionalmente, um anel de segmento de óleo 75 é encaixado no sulco de anel 53 mais baixo. No pistão 49 descrito acima, o sulco do anel de pistão 51 no qual o primeiro anel de pistão 73 é encaixado e o sulco do anel de pistão 52 no qual o segundo anel de pistão 20 74 é encaixado são ambos formados em paralelo a um plano perpendicular a um eixo geométrico 76 do pistão 49. Uma segunda porção de descarga 77 com um intervalo necessário é fornecido entre o sulco do anel de pistão 51 e o sulco do anel de pistão 52 mencionado acima e uma câm ara de gás anular 78, que será descrita posteriormente, é formada por esta segunda porção de descarga 77.

A Figura 10 mostra um estado no qual o pistão 49 com o primeiro anel de

pistão 73, o segundo anel de pistão 74 e o anel de segmento de óleo 75 respectivamente encaixados aos sulcos do anel de pistão 51, 52 e 53 são incorporados no cilindro 70 e o motor está sendo operado em u ma postura vertical. A câmara de gás anular 78 é formada sendo cercada pela superfície interna 71 do cilindro 70 e a segunda porção de descarga 77 formada entre o primeiro anel de pistão 73 e o segundo anel de pistão 74. Esta câmara de gás anular 78 tem um formato paralelo a partir do lado de impulsão 79 tem direção ao lado anti-impulsão 80.

A seguir, uma pluralidade de reentrâncias (3 a 4) 82 formadas de tal

maneira que sejam cônca/as em relação à superfície interna 71 é fornecida no superfície interna 71 no lado de impulsão 79 do cilindro 70 em uma porção superior 81 do cilindro

70 através da disposição ao longo de uma direção circunferencial 83. As posições destas reentrâncias 82 são ajustadas de modo que quando o pistão 49 alcança a posição do centro morto de topo ou a proximidade do centro morto de topo, o primeiro anel de pistão 73 do pistão 49 está pas sando sobre estas reentrâncias 82.

Dessa forma, a disposição fornecida é tal que quando o pistão 49 está no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo e o primeiro anel de pistão 73 está passando sobre as reentrânc ias 82, os espaços formados entre os 15 respectivos espaços rebaixados 84 destas reentrâ ncias 82 e a superfície periférica externa do primeiro anel de pistão 73 constituem passagens, de modo que uma câmar a de combustão 85 acima do pistão 49 e a câma ra de gás anular 78 do pistão 49 se comuniquem entre si, permitindo assim que o gás de alta pressão 86 acima do pistão 49 flua no interior da câma ra de gás anular 78.

Além disso, as reentrâncias 82 supracitadas são fornecidas com a

finalidade de não serem conectadas ao segundo anel de pistão 74 quando o pistão 49 está localizado no centro morto de topo. Isto é para assegurar que gás de alta pressão 86 da câmara de combustão 85 não exploda descendentemente a partir do pist ão 49.

No presente contexto, durante a operação do motor, particularmente, 25 quando o pistão 49 está localizado no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, no período do estágio final do tempo de compressão para o estág io inicial do tempo de expansão, quando o primeiro anel de pistão 73 passa sobre as reentrâncias 82, o gás de alta pressão 86 sendo queimado e expandido na câmara de combustão 85 acima do pistão 49 passa através das reentrância s 82 e flui para o interior da câmara de gás anular 78 do pistão 49. Concomitantemente a isto, o pistão 49 é ajustado em um estado no qual é suportado pelo gás de alta pressão 87, que flui na câmara de gás anular 78 no corpo superior do pistão 55 e é pressionado a partir do lado de impulsão 79 em direção ao lado anti-impulsão 80. O pistão 49 é abaixado no tempo de 5 expansão em um estado no qual a superfície periférica externa 63 no lado anti-impulsão 80 do corpo superior do pistão 55 e da superfície periférica externa 64 da porção com diâmetro máximo da porção de saia 56 está em contiguidade com a superfície interna

71 do cilindro 70 enquanto o gás de alta pressão 87 atua conforme descrito acima sendo mantido dentro da câma ra de gás anular 78.

De acordo com o motor de movimento alternado 1 desta segunda

modalidade construída conforme descrito acima, o pistão 49 é formado de tal modo que a superfície periférica externa 63 do corpo superior do pistão 55 e a superfície periférica externa 64 da porção com diâmetro máximo da porção de saia 56 são formadas alinhadas na linha vertical 65 no lado anti-impulsão 80. Portanto, como para o pistão 49 15 incorporado no cilindro, no lado anti-impulsão 80 na postura vertical, a superfície periférica externa 63 do corpo superior do pistão 55 e a superfície periférica externa 64 da porção com diâmetro máximo da porção de saia 56 estão em contiguidade com a superfície interna 71 do cilindro 70. Se for visto a partir da superfície de topo do pistão, no lado anti-impulsão 80 a superfície periférica externa 63, particularmente, uma 20 descarga de topo 88, do corpo superior do pistão 55 inscreve a superfície interna 71 do cilindro 70 no formato de um arco circular, conforme mostrado na Figura 12.

Por outro lado, no lado de impulsão 79 a folga em formato de arco circular

72 está presente entre a superfície periférica externa 66 do corpo superior do pistão 55 e a superfície interna 71 do cilindro 70.

Quando o gás comprimido e o gás de expansão 86 atuam na superfície de

topo do pistão 49 que está no estado descrito acima, a pressão do gás atua sobre a descarga de topo 88 na superfície periférica externa 66 no lado de impulsão 79 do corpo superior do pistão 55, mas não pode aturar em torno da superfície periférica externa 63 no lado anti-impulsão 80, isto é, sobre a descarga de topo 88 no lado anti-impulsão 80. O pistão 49 é ajustado em um estado em que é suportado a partir do lado de impulsão 79.

Consequentemente, quando o pistão 49 alcança a posição do centro morto de topo ou a proximidade do centro morto de topo e uma carga de momento que balançaria o pistão 49 é aplicado no pistão 49, o pistão 49 inscreve a superfície interna do cilindro 70 no lado anti-impulsão 80 enquanto mantém sua postura vertical. Quando o pistão 49 está no estado descrito acima no centro morto de topo ou na proximidade do centro morto de topo, gás de expansão 86 de alta pressão acima do pistão 49 flui na câmara de gás anular 78 do pistão 49 através das reentrâncias 82 fornecidas na porção superior 81 no lado de impulsão 79 da superfície interna 71 do cilindro 70. Neste momento, uma força de impulsão (pressão lateral) 90 atua sobre o pistão 49 devido à inclinação de uma biela 89 em direção ao lado de impulsão 79 e tende a ocasionar o excentricidade lateral em direção ao lado de impulsão 79. Entretanto, o pistão 49 é abaixado enquanto suprime o balanço e mantém sua postura vertical e com seu lado anti- impulsão 80 em contiguidade com a superfície interna 71 do cilindro 70 através do suporte a partir do lado de impulsão 79 pelo gás de alta pressão 87 que flui e esteve mantido na câmara de gás anular 78.

A saber, no tempo de expansão do tempo de compressão, o pistão 49 é abaixado com seu balanço suprimido apesar da inversão da inclinação da biela 89 e a 20 inversão da carga de momento. Ou seja, no lado de impulsão 49 onde a pressão lateral atua, o corpo superior do pistão 55 é resilientemente suportado pelo gás de alta pressão 87 que fui e esteve mantido na câmara de gás anular 78 e o pistão 49 é, portanto, abaixado em um estado de contiguidade próxima com a superfície interna 71 do cilindro 70 no lado anti-impulsão 90 sem ocasionar “excentricidade.” Por esta razão, a 25 excentricidade lateral e o balanço são suprimidos para o pistão 49 e a colisão com a superfície interna 71 do cilindro 70 é suprimida.

Consequentemente, a perda de fricção entre o pistão 49 e a superfície interna 71 do cilindro 70, a perda de fricção entre o primeiro anel de pistão 59 e o pistão 49 e a perda de fricção entre o primeiro anel de pistão 59 e a superfície interna 71 do cilindro 70 são substancialmente reduzidas. Além disso, uma vez que a vibração do pistão 49 é suprimida, a explosão através da excentricidade de fluxo de gás é evitada.

Claims

1. Motor de movimento alternado dotado de um pistão, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um corpo superior do pistão feito de uma porção de coroa para receber a pressão da combustão e uma porção de descarga com anéis do pistão encaixados nesta; e uma porção de saia formada em um lado mais baixo do dito corpo superior do pistão, sendo que o dito corpo superior do pistão é formado com a finalidade de estar fora de centro em direção a um lado anti-impulsão em relação a uma linha central de um pistão e, no lado anti-impulsão, uma superfície periférica externa do dito corpo superior do pistão e uma superfície periférica externa de uma porção com diâmetro máximo da dita porção de saia são formadas alinhadas em uma linha vertical, de modo que, em um estado no qual o pistão está acomodado em uma postura vertical em um cilindro, no lado anti-impulsão, a superfície periférica externa do dito corpo superior do pistão e a superfície periférica externa da porção com diâmetro máxim o da dita porção de saia estão em contiguidade com uma superfície interna do dito cilindro e em um lado de impulsão é criada uma folga entre a superfície periférica externa do dito corpo superior do pistão e uma superfície interna do dito cilindro, uma câmara de gás sendo formada em uma segunda porção de descarga entre um primeiro anel de pistão encaixado sobre a superfície periférica externa do dito corpo superior do pistão e um segundo anel de pistão, uma pluralidade de reentrâncias sendo formada em uma porção superior no lado de impulsão da superfície interna do dito ci lindro, por meio da qual, quando o dito pistão está localizado em um centro morto de topo ou em uma proximidade do centro morto de topo, permite-se que o gás de alta pressão acima do dito pistão flua no interior da dita câmara de gás anular, o dito pistão é suportado a partir do lado de impulsão pelo gás de alta pressão que flui no interior da câmara de gás e o dito pistão é abaixado de modo que a superfície periférica externa do dito corpo superior do pistão e a porção de saia estejam em contiguidade com a superfícieinterna do dito cilindro no lado anti-impulsão.