BRPI1000986A2 - dispositivo redutor para redução de pressão de gás em empanque de anel de segmento de motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO REDUTOR PARA REDUçãO DE PRESSãO DE GáS EM EMPANQUE DE ANEL DE SEGMENTO DE MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA DE êMBOLO DE MOVIMENTO ALTERNADO. A presente invenção refere-se a um dispositivo redutor (1, 100) para redução de uma pressão de gás (P), que atua no estado operacional de um motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado sobre um empanque de anel de segmento (22) disposto em uma região anular (21) de um êmbolo (2). O êmbolo (2) compreende uma coroa de êmbolo (23) contígua à região anular (21), que no estado montado está voltada para uma câmara de combustão (3) do motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado. O êmbolo (2) no estado operacional está disposto de tal maneira móvel em vaivém ao longo de um eixo longitudinal (L) de um cilindro (4) que a coroa de êmbolo (23) do êmbolo (2) nas proximidades de um ponto morto (OT) superior de seu movimento no cilindro (4) coopera com um dispositivo coletor (5) previsto em uma parede de cilindro (41) do cilindro (4) para coleta controlada de resíduos de combustão (6), sendo que o dispositivo redutor é configurado em forma de um recesso (100), de modo que pode ser obtido um depósito controlado dos resíduos de combustão (6) no dispositivo redutor. Segundo a invenção, o dispositivo coletor (5) e a coroa de êmbolo (23) são de tal maneira configurados e dispostos entre si que a uma temperatura de paralisação ao menos parcialmente ficam dispostos inclinados entre si a um ângulo (cc) predeterminável, de modo que nas proximidades do ponto morto (OT) superior quando da cooperação da coroa de êmbolo (23) com o dispositivo coletor (5) pode ser automaticamente ajustável uma redução da pressão de gás (P) atuando sobre o empanque de anel de segmento (22).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "dispositivo redutor para redução de pressão de gás em empanque de anel de segmento de motor de combustão interna de em- bolo de movimento alternado".

A presente invenção refere-se a um dispositivo redutor para re- dução de uma pressão de gás em um empanque de anel de segmento de um motor de combustão interna de embolo de movimento alternado, a um êmbolo, a um anel recolhedor desmontável e a um cilindro, bem como a um motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado, especial- mente motor diesel grande de dois tempos, conforme o preâmbulo das rei- vindicações independentes.

Os êmbolos conhecidos do estado atual da técnica para motores de combustão interna de êmbolo de movimento alternado, como por exem- plo motores diesel de grande porte de dois tempos, especialmente para mo- tores diesel de grande porte de dois tempos longamente enxaguados, via de regra são equipados com um empanque de vários anéis de segmento mutu- amente superpostos respectivamente em uma ranhura de anel de segmento.

Tipicamente, os empanques de anel de segmento conhecidos compreendem ao menos dois anéis de segmento, em geral contudo três, quatro ou até mesmo cinco anéis de segmento, dependendo do tamanho, da potência ou do tipo de construção do motor de combustão interna de êmbolo de movi- mento alternado ou segundo os requisitos e as condições operacionais es- peciais, sob as quais trabalha o motor.

Os anéis de segmento satisfazem então totalmente distintas fun- ções, como por exemplo a distribuição e/ou coleta de um lubrificante sobre a área de curso do cilindro, a vedação da câmara de combustão contra o cár- ter, respectivamente no caso de motores diesel de grande porte de dois tempos longamente enxaguados a vedação contra o compartimento recep- tor, etc.

Tipicamente, em motores diesel de grande porte de dois tempo longamente enxaguados é conhecido o emprego de um empanque de anel de segmento consistindo em quatro ou cinco anéis de segmento para veda- ção da câmara de combustão contra o lado inferior do êmbolo, que é voltado para o compartimento receptor, do qual no início da fase de enxágue ar fres- co flui através da fenda de enxágue para a câmara de combustão do cilindro.

Dependendo da fenda anular, os anéis de segmento inferiores são mais ou menos intensamente solicitados. Instabilidades de diverso tipo podem então ocorrer entre os anéis de segmento inferiores, que podem levar, por exem- plo, a flutuações de pressão, que por seu lado novamente levam a instabili- dades no curso do êmbolo, porque estão previstos demasiados anéis de segmento, que têm funções similares ou iguais.

Motores diesel de grande porte são empregados freqüentemente como agregados de acionamento para navios ou também em operação es- tacionária, por exemplo para acionamento de geradores de grande porte pa- ra produção de energia elétrica. Os motores trabalham, via de regra, por pe- ríodos consideráveis em operação contínua, o que impõe altos requisitos à segurança operacional e à disponibilidade. Por isso, para o operador especi- almente longos intervalos de manutenção, pouco desgaste e um trato eco- nômico com materiais de combustão e operacionais são critérios centrais para a operação dos motores. Entre outros, o comportamento de curso do êmbolo desses motores diesel de curso lento e grande perfuração é um fator determinante para a dimensão dos intervalos de manutenção, a disponibili- dade e pelo consumo de lubrificante também diretamente para os custos operacionais e, com isso, para a economicidade. Com isso também a com- plexa problemática da lubrificação de cilindro reveste uma importância cada vez maior, sendo que especialmente em motores diesel de grande porte a lubrificação de cilindro ocorre por dispositivos de lubrificação em si móveis em vaivém ou realizada por bocais de óleo lubrificante previstos na parede do cilindro.

Um ponto, que sempre causa problemas quando da operação de motores de combustão interna, são resíduos de combustão, que podem se depositar nos mais distintos pontos no motor. Sobretudo em motores diesel de grande porte de dois tempos, que são freqüentemente operados com ó- Ieo pesado, resíduos de combustão representam um problema considerável, pois o combustível empregado, a saber o óleo pesado está carregado com muitas substâncias, que podem levar a resíduos de combustão de todo tipo, sólidos, líquido e gasosos, que podem se depositar especialmente no êmbo- lo, nas ranhuras de anel de segmento, sobretudo também na coroa do êm- bolo ou no cilindro, de preferência também nas proximidades do ponto morto superior.

Especialmente para coletar depósitos de resíduos de combustão da coroa do êmbolo, por exemplo em motores de dois tempos Wártsilà é conhecido prever um assim chamado anel "Antipolishing" na parte superior do calço do cilindro. Esse anel pode ser executado por exemplo como bucha de parede dupla com seção transversal retangular, que apresenta usualmen- te um diâmetro interior menor do que o do próprio cilindro. Pelo estreitamen- to do diâmetro é gerado um efeito de coleta para a coleta de depósitos na coroa do êmbolo. O diâmetro interior do anel "Antipolishing" se rege então pelo diâmetro da coroa do êmbolo, a saber, especificamente por seu máximo diâmetro na operação do motor. O objetivo é, portanto, nos conhecidos anéis "Antipolishing", projetar seu diâmetro tão estreito que a fenda entre coroa de êmbolo e anel "Antipolishing" seja tão pequena quanto possível, mas a coroa não raspe o anel "Antipolishing" mecanicamente em contato direto.

É claro que a projeção do anel "Antipolishing" deve estar sujeito a muitos compromissos. Com cargas profundas e coroa de êmbolo mais fria, a folga, portanto a distância entre coroa de êmbolo e anel "Antipolishing" já apenas devido a efeitos de dilatação térmicos é maior do que com cargas altas. Cabe considerar adicionalmente que, em geral, os diversos compo- nentes no cilindro, como a área de curso do cilindro, o êmbolo, especialmen- te os anéis de segmento, as ranhuras anulares de êmbolo, mas também a coroa de êmbolo, se desgastam distintamente tanto em direção periférica como também em direção longitudinal em função do número das horas de operação produzidas e, com isso, não têm diâmetro fixamente definido.

Fica assim claro que nos motores conhecidos do estado atual da técnica anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo não cooperam de maneira ótima sob todas as condições operacionais nem por toda a vida útil dos componentes participantes.

Sobretudo não é garantido um ótimo efeito de vedação entre anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo sob todas as circunstâncias, quando ambos devem cooperar de modo vedante nas proximidades do ponto morto superior propriamente dito. Além da coleta de resíduos de combustão, por- tanto, constitui uma função essencial do par anel "AntipoIishingVcoroa de êmbolo vedar a enorme pressão de gás, que surge quando do curso de compressão ou pela ignição da mistura combustível/ar na câmara de com- bustão interna nas proximidades do ponto morto superior do êmbolo no cilin- dro, contra o lado inferior do êmbolo e, com isso, em primeira linha, contra o empanque de anel de segmento situado sob a coroa de êmbolo.

Assim deve ser especialmente garantido que a energia de pres- são produzida na câmara de combustão nas proximidades do ponto morto superior seja utilizável tão completamente quanto possível e não flua, utiliza- da em parte, pelo êmbolo em forma de uma corrente de gás para a parte inferior do cilindro e para o compartimento receptor. Além disso, com insufi- ciente vedação entre anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo há sempre o perigo de que pela corrente de gás fluindo de passagem pelo êmbolo para baixo partículas individuais dos depósitos dos resíduos de combustão sejam expelidas descontroladamente, de modo que podem se depositar por exem- plo na parte inferior do cilindro na área de curso do cilindro, para não por último contaminar o óleo lubrificante e, no pior dos casos, levar a danos, co- mo o temido "scuffing".

O objetivo da invenção é, portanto, disponibilizar um dispositivo com auxílio do qual possa ser alcançada melhor vedação entre câmara de combustão e lado inferior de êmbolo, especialmente nas proximidades do ponto morto superior do êmbolo. Especialmente, pela presente invenção de- ve ser reduzida a pressão de gás, que no estado operacional atual sobre o empanque de anel de segmento de êmbolo, sendo que independente do estado operacional ou do estado de desgaste dos componentes participan- tes automaticamente sempre pode ser alcançada uma ótima vedação entre cora de êmbolo e anel "Antipolishing" nas proximidades do ponto morto su- perior do êmbolo.

Os objetos da invenção atingindo esses objetivos estão indica- dos nas características das reivindicações independentes.

A invenção refere-se assim a um dispositivo redutor para redu- ção de uma pressão de gás, que no estado operacional de um motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado atua sobre um em- panque de anel de segmento disposto em uma região anular de um êmbolo. O êmbolo compreende então uma coroa de êmbolo contígua à região anular, que é voltada para uma câmara de combustão do motor de combustão inter- na de êmbolo de movimento alternado no estado embutido. O êmbolo está disposto no estado operacional móvel em vaivém ao longo de um eixo longi- tudinal de um cilindro de tal maneira que a coroa de êmbolo do êmbolo nas proximidades de um ponto morto superior de seu movimento no cilindro coo- pera com um dispositivo coletor previsto em uma parede de cilindro do cilin- dro para coleta controlada de resíduos de combustão interna, sendo que o dispositivo redutor é configurado em forma de um recesso, de modo que po- de ser alcançado um depósito controlado dos resíduos de combustão no dispositivo redutor. Segundo a invenção, o dispositivo coletor e a coroa de êmbolo são de tal maneira configurados e dispostos entre si que ao menos a uma temperatura de paralisação ao menos parcialmente ficam dispostos inclinados entre si a um ângulo predeterminável, de modo que nas proximi- dades do ponto morto superior quando da cooperação da coroa de êmbolo com o dispositivo coletor pode ser automaticamente ajustável uma redução da pressão de gás atuando sobre o empanque de anel de segmento.

Pelo termo "temperatura de paralisação" se deve entender então a temperatura que o motor assume no estado não operacional após espera suficientemente longa. Assim, por temperatura de paralisação se deve en- tender essencialmente a temperatura ambiente, quando o motor esteja des- ligado por tempo suficiente e tenha essencialmente assumido a temperatura ambiente. Em limitação da temperatura ambiente deve assim ser entendida a temperatura operacional do motor ou das diversas partes do motor, sendo que, como é conhecido do especialista, a temperatura operacional é aquela temperatura assumida pelo motor ou pelas distintas partes do motor no es- tado operacional.

Essencial para a invenção são, assim, as vantagens da seção transversal que varia entre cilindro ou o dispositivo coletor ou o dispositivo redutor e a coroa de êmbolo.

De preferência, os componentes dispositivo coletor ou dispositi- vo redutor e coroa de êmbolo são de tal maneira formados que, no estado frio, isto é, à temperatura de paralisação, não ficam paralelos entre si. As áreas mutuamente contrapostas de dispositivo coletor e coroa de êmbolo podem também, por exemplo, ser previstas como uma forma abaulada, on- dulada ou escalonada.

A coroa de êmbolo apresenta, de preferência, uma forma cônica se afilando para a câmara de combustão, e o anel coletor uma forma se fe- chando contra a câmara de combustão, ou também inversamente, depen- dendo da tendência a deformação. Em outro exemplo de execução natural- mente também é possível que apenas uma das duas áreas mutuamente contrapostas tenha uma seção transversal variando, sendo que de preferên- cia a coroa de êmbolo tem uma seção transversal variada.

Uma vantagem especial da invenção reside então no fato de que os componentes em operação se aquecem de modo que as áreas, que po- dem ser executadas com ou sem perfilamentos em forma de recessos, como por exemplo em forma de ranhuras, se contrapõe, de maneira ótima e, as- sim, é estabelecido um desejado efeito de vedação por exemplo no labirinto dos recessos com ou sem sujeira depositada.

Uma seção transversal se fechando, especialmente se reduzin- do para a câmara de combustão, produz melhor vedação sem depósitos, pois a menor seção transversal se situa ao máximo próxima da câmara de combustão.

Uma seção transversal se abrindo, especialmente aumentando, para a câmara de combustão, produz, pelo contrário, uma deposição mais rápida de partículas de negro-de-fumo, que se depositam devido às tempe- raturas elevadas a serem esperadas e à maior seção transversal. As áreas de seção transversal que se afilam ou se alargam a- presenta, de preferência, usualmente, ângulos para com a vertical, portanto com relação ao eixo longitudinal do cilindro, de cerca de 0,238° até 0,7°.

Especialmente, segundo a presente invenção, o diâmetro interior do anel "Antipolishing" é provido de um número de ranhuras contínuas ou de uma rosca mais ou menos fina. A função desses recessos ou geometrica- mente também de recessos distintamente dispostos reside, inclusive, em que pode ser produzido um efeito de labirinto, que de maneira em si conhe- cida tem um efeito de vedação e assim reduz ao menos fortemente uma cor- rente volumétrica dos gases de combustão ao longo da coroa de êmbolo para o empanque de anel de segmento e, ainda, para uma região abaixo do êmbolo. Com isso também é reduzida a máxima pressão atuando sobre o empanque de anel de segmento.

Além disso, a superfície de recessos, que ademais pode ser prevista não apenas no anel "Antipolishing", mas sim alternativamente ou adicionalmente também na região da coroa de êmbolo, pode acelerar a de- posição de resíduos de combustão. A superfície da coroa de êmbolo e/ou do anel "Antipolishing" assim revestida com resíduos de combustão reduz o diâmetro interior o anel "Antipolishing" ou o diâmetro exterior da coroa de êmbolo e reduz assim a distância, portanto a fenda entre anel "Antipoli- shing" coroa de êmbolo. A distância entre anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo é assim ajustada pela presente invenção no estado operacional au- tomaticamente em um valor ótimo.

Por exemplo, no caso de um aumento de potência e, por conse- guinte, de um aumento do diâmetro exterior da coroa de êmbolo ou de uma redução do diâmetro interior do anel "Antipolishing", os depósitos relativa- mente macios de resíduos de combustão no anel "Antipolishing" e/ou na co- roa de êmbolo são mutuamente coletados por seu movimento relativo de tal maneira se ajusta automaticamente uma ótima distância entre anel "Antipoli- shing" e coroa de êmbolo, respectivamente. Entre as superfície dos depósi- tos sobre um ou ambos os componentes. Assim, independentemente do es- tado operacional do motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado e independentemente do estado de desgaste dos componentes de motor participantes automaticamente sempre é produzida uma ótima distân- cia entre anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo, de modo que em conse- qüência também se ajusta automaticamente sempre um ótimo efeito de ve- dação e, com isso, uma redução possível máxima da pressão sobre o em- panque de anel coletor.

Além disso, pela distância entre anel "Antipolishing" e coroa de êmbolo assim reduzida é massivamente reduzida corrente volumétrica de gases de combustão da câmara de combustão, de passagem pelo êmbo- lo, pelo empanque de anel coletor.

Como já mencionado, em um exemplo de execução especial- mente preferido, o recesso pode ser previsto no dispositivo coletor, que é de preferência um anel "Antipolishing". O recesso segundo a invenção pode ser previsto, adicionalmente ou alternativamente, de modo vantajoso, também na coroa de êmbolo.

O recesso pode então, dependendo dos requisitos, ser executa- do concretamente totalmente diverso. Assim é que o recesso pode consistir por exemplo em um campo de rebaixo, que pode ser previsto segundo um padrão ordenado ou então também segundo uma distribuição aleatória, de preferência uniforme, na coroa de anel coletor ou no dispositivo coletor, por- tanto no anel "Antipolishing".

Em um exemplo de execução especialmente importante para a prática, o recesso é executado em forma de uma ranhura contínua com rela- ção ao eixo longitudinal do cilindro e/ou o recesso é executado em forma de uma ranhura contínua helicoidal com relação ao eixo longitudinal do cilindro, podendo também ser previstos ambos os tipos de ranhuras naturalmente também em um mesmo exemplo em combinação. É evidente que de prefe- rência seja prevista uma pluralidade de ranhuras contínuas.

Especialmente para simplificar trabalhos de manutenção no ci- lindro e, com isso, também economizar custos, o dispositivo coletor é previs- to como anel coletor desmontável, isto é, trocável, na parede do cilindro.

O dispositivo coletor desmontável pode então ter uma seção transversal constante com relação ao eixo longitudinal do cilindro, isto é, a seção transversal do anel "Antipolishing" é de preferência especialmente retangular. Em casos especiais, contudo, também é possível que o anel "An- tipolishing" seja adaptado à geometria da coroa de êmbolo e tenha uma se- ção transversal não constante, em si variável. Por exemplo, é possível que o anel "Antipolishing" tenha uma forma de seção transversal correspondente a uma seção transversal da coroa de êmbolo, por exemplo uma forma de se- ção transversal essencialmente triangular ou uma outra forma de seção transversal apropriada.

Igualmente por motivos de custos ou para simplificação dos tra- balhos de manutenção no motor, o recesso pode ser previsto em um anel de coroa de êmbolo desmontável. Isto é, na coroa de êmbolo, em correspon- dência ao anel "Antipolishing", pode estar previsto um anel de coroa de êm- bolo trocável, que por exemplo está soldado com a coroa de êmbolo, sujeito à coroa de êmbolo sob grande tensão mecânica ou seguramente fixado na coroa de êmbolo de outra maneira apropriada. Basta então, em determina- dos casos, trocar apenas o anel da coroa de êmbolo em lugar de todo o êm- bolo, o que economiza especialmente peças sobressalentes e, com isso, maiores custos.

De preferência, o recesso da presente invenção tem uma pro- fundidade máxima de 0,1 mm até 5 mm, de preferência entre 0,5 mm e 3 mm, situando-se por exemplo no caso de recessos em forma de ranhura, o número dos recessos entre 1/cm e 15/cm, especialmente entre 4/cm e 10/cm, ou situando-se o número em recessos uniformemente distribuídos entre 1/cm2e 15/cm2, especialmente entre 4/cm2 e 10/cm2.

A invenção refere-se, ainda, a um êmbolo, a um anel coletor desmontável e a um anel de coroa de êmbolo desmontável com um disposi- tivo redutor da presente invenção, bem como a um cilindro e um êmbolo com um anel coletor desmontável ou um anel de coroa de êmbolo desmontável.

Além disso, a invenção refere-se a um motor de combustão in- terna de êmbolo de movimento alternado, especialmente um motor diesel de grande porte de dois tempos com um dispositivo redutor e/ou um êmbolo e/ou um cilindro como descrito detalhadamente no presente pedido.

Pela possibilidade de empregar um anel coletor desmontável, portanto anel "Antipolishing" ou um anel de coroa de êmbolo desmontável, reside uma vantagem totalmente especialmente da presente invenção sobre- tudo também no fato de que mesmo motores mais antigos, sobretudo moto- res diesel de grande porte, que têm em parte uma enorme vida útil, podem ser reequipados de modo muito simples segundo a presente invenção, sem que devam ser efetuadas dispendiosas alterações nos motores.

A invenção será detalhadamente explicada a seguir com base nos desenhos. Mostram, em representação esquemática:

Figura 1a - uma disposição de cilindro com um anel "Antipoli- shing" da presente invenção;

Figura 1b - a disposição de cilindro da Figura 1a com depósitos de resíduos de combustão no anel "Antipolishing";

Figura 2a - uma disposição de cilindro segundo a invenção com uma coroa de êmbolo com uma ranhura contínua helicoidal;

Figura 2b - a disposição de cilindro da Figura 2a com depósitos de resíduos de combustão na coroa de êmbolo;

Figura 3 - uma disposição de cilindro segundo a invenção com anel "Antipolishing" desmontável e anel de coroa de êmbolo desmontável;

Figuras 4a - 4c - três outros exemplos de execução da invenção.

As figuras 1a a 3 mostram, respectivamente em uma represen- tação esquemática, parcialmente e em corte, uma disposição de cilindro com um dispositivo redutor segundo a presente invenção, cujo dispositivo redutor é designado a seguir no total com a referência 1.

Todos os exemplos de execução das figuras 1a a 3 mostram, independentemente do dispositivo redutor 1, 100 segundo a invenção, uma disposição de cilindro em si conhecida de um motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado, no presente exemplo especial de um motor diesel de grande porte de cabeça em cruz e dois tempos, com um cilindro 4, em que está disposto um êmbolo 2, no qual em uma região anular 21 está previsto um empanque de anel coletor 22 com três anéis coletores. É evi- dente que o empanque de anel coletor 22 pode também abranger mais ou menos do que três anéis coletores. Sobre o empanque de anel coletor 22, que segundo a representação fica disposto abaixo de uma coroa de êmbolo 23 voltada para uma câmara de combustão 3, atua no estado operacional uma pressão de gás P, que se estabeleceu na câmara de combustão 3 du- rante um curso de compressão do êmbolo 2 ou pela ignição de uma mistura de combustão na câmara de combustão 3. O êmbolo 2 está disposto, de maneira bem-conhecida, no estado operacional, móvel em vaivém ao longo de um eixo longitudinal L do cilindro 4 de tal maneira que a coroa de êmbolo 23 do êmbolo 2 nas proximidades de um ponto morto OT superior de seu movimento no cilindro 4 coopera com um dispositivo coletor 5, previsto em uma parede de cilindro 41 do cilindro 4, para coleta de resíduos de combustão 6.

Segundo a invenção, então, à diferença do estado da técnica conhecido, o dispositivo redutor 1 em forma de um recesso 100 é de tal ma- neira previsto e configurado que pode ser alcançado um depósito controlável dos resíduos de combustão 6 no dispositivo redutor, e nas proximidades do ponto morto OT superior quando da cooperação da coroa de êmbolo 23 com o dispositivo coletor 5, que aqui é um anel "Antipolishing", é automaticamen- te ajustável uma redução da pressão de gás P atuando sobre o empanque de anel coletor 22.

Esse princípio geral da invenção, que naturalmente é apropriado a todos os exemplos de execução, pode ser realizado em diversos exemplos de execução, como bem demonstrado com base nas figuras 1a a 3.

No Figura 1a, o dispositivo redutor 1 segundo a invenção está executado em forma de uma ranhura 100 contínua helicoidal em torno do eixo longitudinal L. A Figura 1a mostra um estado antes da entrada em fun- cionamento do cilindro 4 depois da reparação. Portanto, nem na coroa de êmbolo 23 nem no dispositivo coletor 5 com a ranhura 100 helicoidal estão presentes quaisquer depósitos de resíduos de combustão 6.

A Figura 1b mostra então a disposição de cilindro da Figura 1a após um determinado número de horas de operação. Como se pode ver niti- damente, no anel coletor 5 desmontável estão agora nitidamente deposita- dos resíduos de combustão 6. Os resíduos de combustão 6 na superfície voltada para a coroa de êmbolo 23 pela cooperação com a coroa de embolo 23 durante o movimento de vaivém do êmbolo nas proximidades do ponto morto OT superior são de tal maneira formados que a superfície dos resí- duos de combustão 6 coopera mais ou menos com travamento devido à forma com a correspondente superfície da coroa de êmbolo 23. Assim, de um lado, é obtido um ótimo efeito de vedação entre anel coletor 5 e coroa de êmbolo. De outro lado, essa ótima vedação é mantida mesmo quando, por exemplo, devido a oscilações de carga ou temperatura, se altera o diâmetro externo da coroa de êmbolo 23 e/ou o diâmetro interno do anel coletor 5. Aumentando com o tempo a distância entre anel coletor 5 e coroa de êmbolo 23, por exemplo, mais resíduos de combustão 6 se depositam, de modo que a lacuna é novamente fechada. Reduzindo-se, pelo contrário, a distância entre coroa de êmbolo 23 e anel coletor 5, quando do movimento de raspa- gem da coroa de êmbolo 23 ao longo da superfície dos depósitos relativa- mente macios sobre o anel coletor 5, precisamente são coletados tantos re- síduos de combustão 6 até que se ajuste novamente a distância ótima.

Cabe ressaltar expressamente que, mesmo quando - como re- presentado na Figura 1a - resíduos de combustão 6 ainda não se deposita- ram no dispositivo redutor 1, 100, o efeito de vedação entre coroa de êmbolo 23 e anel coletor 5 é já consideravelmente melhorado em comparação com o estado atual da técnica. Isso se deve ao fato de que as ranhuras 100 contí- nuas atuam como vedação em labirinto e, já por isso só, é acentuadamente reduzida a pressão sobre o empanque de anel coletor 22.

O exemplo de execução das figuras 2a e 2b se distingue daque- le das figuras 1a e 1b fundamentalmente pelo fato de que o dispositivo redu- tor 1 segundo a invenção não está previsto no anel coletor 5, mas sim na coroa de anel 23. Os recessos 100 não são executados aqui em forma de ranhuras contínuas, mas sim em forma de recessos 100 distribuídos mais ou menos uniformemente, como por exemplo em forma de pequenas aberturas 100 pela superfície da coroa de êmbolo 23. Com isso, os depósitos dos resíduos de combustão 6 se fixarão sobretudo na coroa de êmbolo 23. O efeito de vedação assim obtido resulta de modo plenamente análogo àquele no exemplo das figuras 1a e 1b.

A Figura 3 mostra, finalmente, um exemplo de execução muito especial da presente invenção, em que tanto no anel coletor 5 como também na coroa de êmbolo 23 é previsto um dispositivo redutor 1, 10O segundo a invenção em forma de recessos 100. Além disso, na coroa de êmbolo 23 está previsto um anel de cora de êmbolo 7 desmontável, de modo que por exemplo, quando o dispositivo redutor 1, 100 na coroa de êmbolo 23 está gasto, não precisa ser trocado todo o êmbolo 2, mas sim apenas o anel de coroa de êmbolo 7. A disposição de cilindro da Figura 3 ainda não foi colo- cada em operação; assim, ainda não há portanto depósitos de resíduos de combustão 6. No estado operacional, os resíduos de combustão se deposi- tarão pouco a pouco tanto na coroa de êmbolo 23, como também no anel coletor 5, até surgir finalmente uma vedação com travamento devido à forma.

O exemplo da Figura 3 é apropriado então, de modo especial- mente bom, para aquelas aplicações, em que ocorrem relativamente poucos depósitos, de modo que a vedação em labirinto aqui atuando em dobro, que é prevista tanto na coroa de êmbolo 23 como também no anel coletor 5, é solicitada com particular intensidade, de modo que mesmo sem depósitos notáveis de resíduos de combustão 6, já é garantido um efeito de vedação entre coroa de êmbolo 23 e anel coletor 5 massivamente melhorado em comparação com o estado atual da técnica.

As figuras 4a a 4c mostra, finalmente, três outros exemplos de execução particularmente preferidos da presente invenção.

Como já mencionado, essenciais para a invenção são assim as vantagens da seção transversal variável entre cilindro 4 ou dispositivo cole- tor 5 ou dispositivo redutor 1 e a coroa de êmbolo 23.

Como se pode depreender especialmente bem das figuras 4a - 4c, que mostram o cilindro respectivamente a uma temperatura de paralisa- ção, os componentes dispositivo coletor 5 e dispositivo redutor 1 e coroa de êmbolo 23 são de tal maneira formados que não se posicionam paralela- mente entre si especialmente no estado frio. As áreas mutuamente contra- postas de dispositivo coletor 5 ou dispositivo redutor 1 e coroa de êmbolo 23 são previstas por exemplo também como forma abaulada, ondulada ou es- calonada.

A coroa de êmbolo 23 apresenta, segundo exemplo de execução da Figura 4a uma forma se afilando para a câmara de combustão 3, e o anel coletor 5 uma forma se fechando para a câmara de combustão 5, ou então, em um outro exemplo, aqui não explicitamente representado, também pode ser o inverso, dependendo da tendência de deformação.

Em outro exemplo de execução, como representado esquemati- camente na Figura 4b, naturalmente também é possível que apenas uma das duas áreas mutuamente contrapostas tenha uma seção transversal vari- ável, tendo de preferência a coroa de êmbolo 23 uma seção transversal va- riável.

Como já mencionado também, uma vantagem especial para a invenção é que os componentes em operação se aquecem, de modo que as áreas, que podem ser executadas com ou sem perfilamentos 100 em forma de recessos 100, como por exemplo em forma de ranhuras 100, se contra- põem de maneira ótima e, assim, se estabelece um desejado efeito de ve- dação por exemplo no labirinto dos recessos 100 com ou sem sujeira 6 de- positada.

Uma seção especialmente reduzida, que se fecha para a câmara de combustão 3, como mostrada na Figura 4c, produz uma vedação melhor sem depósitos 6, pois a menor seção transversal se situa ao máximo próxi- ma da câmara de combustão 3.

Uma seção transversal se abrindo para a câmara de combustão 3, especialmente aumentando, produz, pelo contrário, um depósito 6 mais rápido de partículas de negro-de-fumo, que se depositam devido às maiores temperaturas a serem esperadas e à maior seção transversal.

As áreas de seção transversal que se afilam ou se alargam a- presentam nas figuras 4a - 4c, de preferência, um ângulo para com a verti- cal, portanto com relação ao eixo longitudinal L do cilindro 4 de cerca de 0,238° até 0,7°.

O especialista entende que os exemplos anteriormente descritos de formas de execução da invenção devem ser considerados a título de e- xemplo e que pela invenção são abrangidas especialmente também todas as combinações apropriadas dos exemplos de execução representados.

Claims (15)

1. Dispositivo redutor para redução de uma pressão de gás (P)1 que atua no estado operacional de um motor de combustão interna de êm- bolo de movimento alternado sobre um empanque de anel de segmento (22) disposto em uma região anular (21) de um êmbolo (2), sendo que o êmbolo (2) compreende uma coroa de êmbolo (23) contígua à região anular (21), que no estado montado está voltada para uma câmara de combustão (3) do motor de combustão interna de êmbolo de movimento alternado, e o êmbolo (2) no estado operacional está disposto de tal maneira móvel em vaivém ao longo de um eixo longitudinal (L) de um cilindro (4) que a coroa de êmbolo (23) do êmbolo (2) nas proximidades de um ponto morto (OT) superior de seu movimento no cilindro (4) coopera com um dispositivo coletor (5) previs- to em uma parede de cilindro (41) do cilindro (4) para coleta controlada de resíduos de combustão (6), sendo que o dispositivo redutor é configurado em forma de um recesso (100), de modo que pode ser obtido um depósito controlado dos resíduos de combustão (6) no dispositivo redutor, caracteri- zado pelo fato de que o dispositivo coletor (5) e a coroa de êmbolo (23) são de tal maneira configurados e dispostos entre si que a uma temperatura de paralisação ao menos parcialmente ficam dispostos inclinados entre si a um ângulo (a) predeterminável, de modo que nas proximidades do ponto morto (OT) superior quando da cooperação da coroa de êmbolo (23) com o dispo- sitivo coletor (5) pode ser automaticamente ajustável uma redução da pres- são de gás (P) atuando sobre o empanque de anel de segmento (22).

2. Dispositivo redutor, de acordo com a reivindicação 1, em que a coroa de êmbolo (23) apresenta uma forma cônica se afilando para a câ- mara de combustão (3).

3. Dispositivo redutor, de acordo com reivindicação 1 ou 2, em que a coroa de êmbolo (23) apresenta uma forma se alargando para a câ- mara de combustão (3).

4. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, em que o anel coletor (5) apresenta uma forma se afilando para a câma- ra de combustão (3).

5. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, em que o anel coletor (5) apresenta uma forma se alargando para a câ- mara de combustão (3).

6. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, em que o recesso (100) é previsto no dispositivo coletor (5).

7. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que o recesso (100) é previsto na coroa de êmbolo (23).

8. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, em que o recesso (100) é executado em forma de uma ranhura (100) contínua com relação ao eixo longitudinal do cilindro, especialmente em for- ma de uma ranhura (100) contínua helicoidal com relação ao eixo longitudi- nal (L).

9. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, em que é prevista uma pluralidade de ranhuras (100) contínuas.

10. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, em que o dispositivo coletor (5) é previsto como anel coletor (5) des- montável na parede de cilindro (41).

11. Dispositivo redutor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que o recesso é previsto em um anel de coroa de êmbolo (7) des- montável.

12. Êmbolo com um dispositivo redutor (1, 100) como definido em uma das reivindicações 1 a 11.

13. Anel coletor desmontável com um dispositivo redutor (1, 100) como definido em uma das reivindicações 1 a 11.

14. Cilindro com um anel coletor (5) desmontável como definido na reivindicação 13.

15. Motor de combustão interna de êmbolo de movimento alter- nado, especialmente motor diesel de grande porte de dois tempos com um dispositivo redutor (1, 100) como definido em uma das reivindicações 1 a 11 e/ou com um êmbolo como definido em reivindicação 12 e/ou com um cilin- dro como definido em reivindicação 14.