BRPI1105433A2 - Motor a combustão interna rotativo e alternativo - Google Patents

Abstract

Motor a combustão interna rotativo e alternativo (1) a quatro tempos constituído de dois sistemas distintos para realizar os ditos quatro tempos. Ou seja, um sistema convencional de pistões alternativos (15) para admissão e compressão albergado no bojo de um sistema rotativo chamado rotor (9) para expansão e exaustão. Trata-se de um pistão rotativo cilíndrico que gira no interior da parte também cilíndrica de uma sede (2), porém, cujo perímetro interno apresenta raios distintos lembrando a forma de uma elipse. Esse rotor (9) encaixado no interior dessa dita sede, forma com essa sede dois espaços vazios ou câmaras (8) localizadas diametraimente opostas entre si. Na periferia desse dito rotor existem duas aletas articuladas chamadas comportas (21) que, ao percorrerem essas ditas câmaras, abrem" quando encontram os raios maiores da dita "elipse" dividindo essas ditas câmaras (8) em outras duas chamadas de câmaras de expansão (32) e câmara de exaustão (33). No interior desse dito rotor existe um sistema binário de pistões aiternativos (15) ali localizados diametraimente opostos e como imagens invertidas (são utilizados dois pistões em uma montagem preferida por questões de balanceamento) e que são acionados através de engrenagens (17) e (18) pelo próprio dito rotor (9) sendo que esses ditos pistões aiternativos cumprem os tempos de admissão e compressão. As compressões obtidas são transferidas para as ditas comportas (21) que as armazenam e as liberam no início de cada dita câmara (8) quando ocorrem as explosões. Desta forma podem ser obtidas até quatro explosões a cada giro do dito rotor. O motor descrito nesse invento pode dispor de um ou mais rotores de acordo com a finalidade a que se destine.

Description

MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA ROTATIVO E ALTERNATIVO.

Esta Patente de Invenção refere-se a um MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA ROTATIVO E ALTERNATIVO. Trata-se, portanto, de um motor a combustão interna a quatro tempos, que combina um sistema rotativo para explosão e expansão com um sistema de pistões alternativos para admissão e compressão. Os sistemas de ignição, carburação ou injeção, bem como os demais componentes e combustíveis são convencionais e, portanto, comuns a qualquer motor movido a combustão interna.

Na história da evolução o ser humano perseguiu o progresso por inúmeras e diferentes motivações na busca pela “civilização” até que, ao final do século passado, a humanidade se apercebeu de novas premências a desafiar sua capacidade inventiva. Entre essas premências está o grande paradoxo que, de um lado, impõe a necessidade de aumentar a produção devido à crescente população do planeta e de outro, a necessidade de diminuir o ritmo de exploração dos recursos naturais não renováveis, como também, pela preservação do ambiente planetário, diminuir a emissão de poluentes na natureza pelo sistema produtivo. Nesse quadro real em que vivemos, a inovação é um componente importante na equação do equilíbrio entre o progresso da civilização e a sua própria preservação.

No que se refere a motores, que é o objetivo desse invento, tudo indica que os motores a combustão interna ainda estarão presentes no sistema produtivo durante algum tempo. É necessário, entre outros fatores, que esses motores apresentem o melhor desempenho possível quando na utilização de quaisquer combustíveis sejam fósseis ou renováveis. A vantagem de um sistema com pistão rotativo puro é, segundo o estado da técnica, o grande aproveitamento mecânico e termodinâmico durante o tempo de explosão / expansão, pois, desde o momento da explosão até o término da expansão o braço do momento do pistão rotativo é máximo e constante. Porém, durante o tempo de compressão ocorre o inverso, ou seja, a força de resistência à compressão apresenta a alavanca do momento máxima desde o início e até o final desse tempo, quando a relação de compressão é máxima, exigindo dessa forma muita energia do conjunto propulsor. Ao contrário do pistão rotativo o sistema com pistão alternante apresenta como grande vantagem a menor perda de energia para realizar o tempo de compressão, porque à medida que o pistão se aproxima do ponto morto superior, quando a taxa de compressão tende ao máximo, o braço do momento de resistência tende ao mínimo, diminuindo sensivelmente o esforço necessário à compressão. No entanto, a desvantagem do pistão alternativo ocorre no tempo de explosão / expansão porque no instante em que a força de explosão é máxima, com o pistão iniciando o tempo de expansão, o braço do momento no virabrequim é desfavoravelmente mínimo apenas gerando calor que será lançado à atmosfera, constituindo inadmissível perda termodinâmica. E à medida que o braço do momento tende a aumentar (no excêntrico do virabrequim), a força de expansão tende a diminuir resultando em baixa eficiência mecânica. O objetivo desse invento é precisamente a utilização das vantagens de ambos esses sistemas, ou seja, o maior aproveitamento mecânico e termodinâmico proporcionado pelo sistema rotativo para explosão / expansão e a menor quantidade de energia utilizada pelo sistema de pistões alternativos para se obter a compressão, mesmo que se tenha de considerar inércias e atritos acarretados por esse último sistema. DESCRIÇÃO RESUMIDA.

Motor rotativo e alternativo por combustão interna a quatro tempos combinando pistão rotativo (rotor) com pistões alternantes (proposto como quatro tempos apenas porque os ditos tempos ocorrem separadamente). Um pistão rotativo a exemplo de um rotor em um motor elétrico gira no interior de uma sede cilíndrica (estator), cuja superfície interna dessa dita sede cilíndrica lembra uma elipse formando câmaras diametralmente opostas que com a ação de aletas artirulariac ffiiwinrân Ha evnlncãn a AYstiictãn Ccca Hltn dl ilvUlvlUClvf I %JP| 11IQI Ov/ v#QlllCIIQi3 VIyE» τΕ?<Λ^·τΙVJ3MQIVJ tC? V4IIIV/ pistão rotativo acolhe no seu interior um sistema de dois pistões alternantes situados diametralmente opostos entre si e em posição invertida um em relação ao outro para efetuarem somente os tempos de admissão e compressão. Os tempos de expansão e exaustão são efetuados pelo pistão rotativo. Esse pistão rotativo, ou rotor, ao girar fixo ao eixo do motor impõe movimento aos pistões alternantes, pois os virabrequins desses últimos estão munidos de engrenagens satélites que giram ligadas ao pistão rotativo e engajadas a uma engrenagem planetária fixa que funciona como guia e que está situada na sede do motor. Dessa forma esses ditos pistões alternativos efetuam os tempos de admissão e compressão. COMPONENTES DESTE INVENTO: Motor (1): Motor por combustão interna a quatro tempos bem definidos, porém, produzindo quatro explosões por giro do eixo. Composto por um pistão rotativo para expansão e exaustão e um sistema binário de pistões alternantes para admissão e compressão e apresentando, de uma forma geral, todos os acessórios utilizados em um motor convencional a combustão interna. Esse dito motor pode conter um ou mais rotores. DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS: Sede (2): cilindro que abriga o pistão rotativo (rotor), o sistema binário de pistões alternantes e demais peças. Essa dita sede é composta de três peças principais: arco, frontal e posterior devidamente apoiadas em uma base;

Arco (3): parte da sede; peça cilíndrica na sua superfície periférica exterior, porém com raios distintos em seu perímetro interno lembrando uma elipse e formando desse modo duas cavidades diametralmente opostas e que juntamente com a superfície periférica circular do pistão rotativo (rotor) formam-se duas câmaras diametralmente opostas entre si;

Frontal (4): parte da sede; conforme as figuras 1 e 7, é a peça circular que abriga o pistão rotativo na sede (1) pela parte anterior do motor;

Superfície Interna da frontal (5): conforme a figura 1, é a área interna da frontal (4) que está sempre em contato com a superfície lateral do pistão rotativo, mais propriamente em contato com os anéis laterais (lâminas de vedação) alojados nesse dito pistão rotativo;

Posterior (6): parte da sede; conforme as figuras 1 e 8, é a peça circular que abriga o pistão rotativo na sede (2) pela parte posterior do motor (1) e onde está alojada a engrenagem fixa (17);

Superfície interna da posterior (7): conforme as figuras 1 e 8, é o lado interno da posterior (6) que está sempre em contato com as lâminas de vedação (anéis) alojadas na lateral do pistão rotativo; Câmara (8): conforme a figura 2, é o espaço que existe entre o perímetro circular do rotor (9) e as cavidades do perímetro "elíptico” interno do arco (3). Existem, portanto, duas dessas ditas câmaras entre o rotor (9) e o arco (3) e que se formam diametralmente opostas entre si;

Rotor (9): é o pistão (ou pistões) rotativo(s) do motor (1). É a peça cilíndrica que gira no interior da sede (2) e que é contido no interior desta pelo arco (3), pela frontal (4) e pela posterior (5). O rotor (9) é a peça que por estar ligada ao eixo do motor gira impulsionada pela expansão e expele os resíduos de gases no tempo de exaustão. O rotor (ou rotores) (9) contém o sistema binário de compressão composto dos dois cilindros, pistões alternantes, bielas, carter e demais peças convencionais componentes deste dito sistema binário de compressão;

Superfície periférica do rotor (10): conforme as figuras 1, 3 e 4, é a área do perímetro do rotor (9);

Superfície lateral do rotor (11): conforme as figuras 1, 5 e 6, são as áreas laterais do rotor (9) onde se alojam os anéis ou lâminas de vedação de expansão e de exaustão; Lâmina(s) de expansão (12): conforme as figuras 1, 3, 4, 5, 6 e 10, é uma lâmina em forma de seção de arco que, a título de anel, está localizada em uma nesga na lateral do rotor (9), próxima à periferia deste dito rotor (9) e trabalha sob alguma pressão por molas apropriadas em contato com as superfícies internas da frontal (4) e da posterior (5) evitando perdas de compressão durante o tempo de expansão. Existem 4 (quatro) lâminas de expansão, ou seja, duas para cada lado do rotor (9); Lâmina(s) de exaustão (13): conforme as figuras 1, 3, 4, 5, 6 e 10 é uma lâmina em forma de seção de arco que atua como um anel. Está localizada na superfície lateral do rotor (11) e trabalha sob alguma pressão por molas apropriadas em contato com as superfícies internas da frontal (4) e da posterior (5) vedando para que os gases resíduos da combustão anterior sejam expelidos somente pelas janelas de escape. Existem 4 (quatro) lâminas de exaustão, ou seja, duas para cada superfície lateral do rotor (11);

Clllndro(s) (14): cilindro convencional do sistema binário de admissão / compressão. Esse dito sistema é constituído de dois cilindros que estão localizados diametraimente opostos entre si e em posição invertida na parte interna do rotor (9) e que acolhem os pistões e demais peças do dito sistema binário de compressão;

Pistão ou pistões (15): pistão convencional que se movimenta no interior de cada cilindro admitindo e comprimindo ar para o sistema rotativo de expansão / exaustão. Existem, portanto, dois pistões (15) sendo um para cada cilindro (14) do dito sistema binário de admissão / compressão;

Eixo (16): é o eixo do motor (1) ao qual está ligado o rotor (ou rotores) O);

Engrenagem fixa (17): é a guia, a engrenagem comando que pela rotação do rotor (9) e através das engrenagens satélite impulsiona o sistema binário de admissão / compressão. Está localizada no centro da superfície Interna da posterior (7);

Engrenagem(s) satélite (18): é a engrenagem situada na extremidade do virabrequím e que, pela rotação do rotor (9), gira em torno da engrenagem fixa (7). Por estar ligada ao virabrequím, transmite a este o movimento que impulsiona o dito sistema de admissão / compressão. Existem duas engrenagens satélites (18), sendo uma em cada virabrequím;

Virabrequím (19): virabrequím convencional que impulsiona o sistema binário de admissão / compressão. Existem, portanto dois vlrabrequlns (19), sendo um para cada pistão (15);

Blela(s) (20): biela convencional que impulsiona o pistão (15). Existem, portanto duas bielas (20) no interior de cada rotor (9), sendo uma para cada pistão (15);

Comporta (s) (21): conforme as figuras 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9,10, 11,12 e 13 é a peça devidamente resistente que promove a impulsão do rotor (9) quando da explosão e expansão dos gases em combustão e a exaustão dos gases de uma combustão anterior. É uma aleta articulada que fica encaixada no eixo de um soquete (42) que existe no perímetro do rotor (9) e cuja superfície que desliza em contato com o arco (3) apresenta o mesmo raio do rotor (9). Essa comporta (21) flexiona quando pela rotação do rotor (9) encontra uma câmara (8) separando-a em duas. Uma anterior no sentido de rotação do rotor (9), cujos resíduos de gases de uma combustão anterior estão sendo expelidos e outra, posterior no sentido de rotação do dito rotor, onde os gases estão se expandindo pela combustão. Essa dita comporta (21) atua também como válvula comandando a liberação de ar comprimido ou mistura para a câmara de combustão e a admissão de ar ou mistura através de um ressalto que existe no eixo dessa dita comporta (21). Essa dita comporta (21) dispõe de lâminas seladoras (descritas adiante) que existem em suas superfícies que deslizam em contato λλ,υι g% Intemn He fmntAl st eiinerffelA Interne He VrVrlIl d 1 Hlidlld UCS ilsJWlMBM %#UPI¥1 d wMΪllnv líllwlΪIO UCi posterior (7), com a superfície interna do arco (3) e em suas extremidades para evitar perdas de compressão. Existem duas comportas (21) no rotor (9) localizadas diametralmente opostas entre si;

Ressalto(s) (22): conforme as figuras 1, 2, 3, etc. é uma protuberância em forma de secção vertical de cilindro que existe na estrutura da comporta (21) e que serve para ora fechar, ora abrir o canal de ligação que existe entre o cilindro (14) e a câmara de compressão, ora vedando, ora abrindo a mistura ou ar comprimido armazenado no interior do dito cilindro (14). Esse ressalto é utilizado também como válvula de admissão de ar ou mistura, ora fechando, ora abrindo a janela de admissão para o cilindro (14). Existem dois ressaltos (22), sendo um em cada comporta (21);

Vedações da comporta (36): são as lâminas e anéis que circundam a comporta (21) nas faces que estão em contato com o rotor (9) com o objetivo de impedir a contaminação dos gases de admissão, compressão, expansão e exaustão. Ressalte-se que a comporta participa fundamentalmente de todos os quatro tempos. Lâminas vedantes da extremidade da comporta (37): são as lâminas que existem na extremidade da comporta (21) que deslizam em contato com a superfície interna do arco (3);

Ressalto limitador (38): esse ressalto que também existe na comporta (21), tem a função de limitar o ângulo de abertura da comporta (21) fazendo com que somente as lâminas de vedação (38) dessa dita comporta entrem em contato com a superfície interna do arco (3) e dessa forma evitando excessivos desgastes dessas ditas superfícies devido à grande pressão sofrida pela dita comporta (21) na explosão e UI U* ϊ 1 MS? U» HSliljJMier Ut# UVJ111UPUSSItíi\Jfψ Mola (44): impele a comporta (21) contra a superfície interna do arco (3). Existem duas molas (44), uma para cada comporta (21); Lâmina vedante de compressão no arco (23): é a lâmina que existe na superfície interna do arco (3) e que está sempre pressionada por mola apropriada sobre a superfície periférica do rotor (10) evitando que os gases em expansão escapem por entre essas ditas superfícies. Existem, portanto, duas dessas ditas lâminas no arco (3) e localizadas diametralmente opostas entre si no início de cada câmara (8); Lâmina vedante de exaustão no arco (24): é a lâmina que existe na superfície interna do arco (3) e que está sempre pressionada por mola apropriada sobre a superfície periférica do rotor (10) evitando que os resíduos de gases resultantes da queima pela combustão escapem por entre essas ditas superfícies, mas sejam sim, expelidos totalmente pela janela de escape. Existem, portanto, duas dessas ditas lâminas de exaustão no arco (3) e localizadas diametralmente opostas entre si no final de cada câmara (8);

Cabeçote (25): secção de arco montado e ajustado ao arco (3) como se desse dito arco (3) fizesse parte. Está localizado no início de cada câmara (8), acolhe a vela de ignição e o injetor de combustível na opção com injeção eletrônica. Existem dois (2) cabeçotes (25) localizados diametralmente opostos entre si no arco (3);

Vela(s) (26): existem duas velas de ignição. Uma em cada cabeçote (25);

Injetor (27): existem dois injetores de combustível. Um em cada cabeçote (25) quando na versão sem carburador;

Canal ou canais de compressão (28): é a ligação que existe no interior do rotor (9) entre o espaço do cilindro (14) e a câmara de compressão ennr λπγΙα flui $t mictursi aii ar λλιπaííιύίíHa Ha intoriAr Hacca HIIhHiyi IIUI 1*115bICJl dí llellüiljr OÍ%jf IIIWSIHJrI tl%ÜIIW (14) para essa dita câmara de compressão, quando o ressalto (22) está na posição “aberto” e que coincide com o deslocamento do pistão alternativo desde o ponto morto inferior até o ponto morto superior. Existem dois canais de compressão (28) no interior do rotor (3) sendo um para cada cilindro (14);

Canal ou canais de admissão (29): é a ligação que existe no interior do rotor (9) entre o cilindro (14) e as aberturas que existem na frontal (4) para que o ar (ou mistura) seja aspirado no tempo de admissão e quando o ressalto (22) está na posição “aberto” e que coincide com o deslocamento do pistão alternativo desde o ponto morto superior até o ponto morto inferior;

Janela (s) de compressão (40): são as aberturas que existem nos cilindros que permitem a passagem de mistura ou ar comprimido para os canais de compressão (28) quando o ressalto (22) está na posição "aberto para compressão” (figuras 8 e 13);

Janela(s) de admissão (41): são as aberturas que existem nos cilindros que se comunicam com os canais de admissão quando o ressalto (22) está na posição "aberto para admissão” (figuras 8 e 13); Câmara(s) de compressão (30): é o espaço que existe entre a comporta (21) e o rotor (3) cujo volume é dimensionado de acordo com a taxa de compressão desejada. Nesse dito espaço é armazenado a mistura ou ar comprimido fornecido pelo pistão (15) através do canal de compressão (28). Existem duas câmaras de compressão (30) no interior do rotor (3) situadas diametralmente opostas entre si; Câmara(s) de explosão (31): conforme a figura 3, é a soma do volume da câmara de compressão (30) com o volume do pequeno espaço entre a superfície interna do cabeçote (25) e as demais superfícies do rotor (9) da frontal (4) e da posterior (6) no instante da ignição. Existem duas câmaras de explosão (31) situadas diametralmente opostas entre si; Câmara de expansão (32): é a continuação da câmara de explosão (31) após o instante da explosão, na medida em que passa a comporta (21) pela câmara (8).Existem duas câmaras de expansão (32) situadas diametralmente opostas entre si; Câmara de exaustão (33): conforme a figura 3, é o volume da câmara (8) entre a comporta (21) e o escape (34) formado durante o tempo de exaustão;

Escape (s) (34): janela situada no arco (3) no final da câmara (8). Tem a função de expelir os gases queimados pela combustão. Existem dois escapes (34) situados cada um no final de cada câmara (8);

Aberturas (35): conforme a figura 5 são aberturas que existem na frontal para permitir a entrada de ar ou mistura para o canal de admissão (29) durante o tempo de admissão. Existem duas aberturas (35) na frontal (4), uma para cada canal de admissão (29) conforme figura 1;

Soquete(s) (42): conforme a figura 9 é o berço que acomoda a comporta (21) permitindo a articulação dessa dita comporta (21). Funciona também como limitador da abertura da comporta (21);

Porta(s) (43): na versão com injeção eletrônica é necessária essa peça (figura 13) que está pressionada para fechar por mola (ou qualquer comando mecânico) a comunicacão do Deaueno esoaco do cabecote ^1® B · W 9 9 B · B ^®®í® B B B ^®^i® M ®^B ^®^^B® B B B Bi® B B B Bi®BN® BBB®*® ^B® R^B ^B® ®^r Ri® RI® R® ^B® B B RBB Rl^. ^B® ^B® R®i R^r ^B® ^B® RI^^B^B IR® ^B® ^^®Ri® ®i^^® (25) com a câmara de explosão (31);

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 1) A figura 1 representa um corte lateral mostrando desse ângulo os principais elementos desse invento ilustrando a interação entre as engrenagens fixa e satélites (embora esteja visível apenas uma das engrenagens satélites) e o engajamento dessas ditas engrenagens com um dos pistões alternativos; 2) A figura 2 representa em corte frontal os elementos principais dessa versão vistos desse ângulo no tempo de compressão; 3) A figura 3 ilustra em corte frontal o momento da ignição em um dos cabeçotes; 4) A figura 4 ilustra a continuação da figura 3 mostrando a evolução simultânea dos tempos de admissão, expansão e escape; 5) A figura 5 mostra o lado posterior do rotor (9); 6) A figura 6 mostra o lado anterior do rotor (9); 7) A figura 7 mostra o lado externo da frontal (4) destacando-se as aberturas (35); 8) A figura 8 mostra a superfície Interna da posterior (7) onde está alojada a engrenagem fixa (17); 9) A figura 9 mostra a comporta (21) com as lâminas vedantes da extremidade da comporta (37), o ressalto (22) e as demais vedações da comporta (36); 10) A figura 10 ilustra a posição da comporta (21) no perímetro do rotor (9); 11) As figuras 11a e 11b ilustram um corte lateral do rotor (9) mostrando as janelas de compressão e admissão; 12) A figura 12 apresenta uma variação na forma da comporta (21) cumprindo, porém, as mesmas funções já mencionadas; 13) A figura 13 um cabeçote na versão com injeção eletrônica; MOVIMENTOS: Conforme a figura 2, seguindo o movimento de um dos pistões alternativos (15) que impelido pelo rotor (1), através de engrenagens e tendo já admitido mistura, observa-se que quando esse dito pistão ascende para o ponto morto superior, armazena a mistura admitida na câmara de compressão (30) que existe na periferia do pistão rotativo e abrangida pela comporta (21) que existe nesse local e que está vedando o ar ou mistura contida nessa dita câmara. Essa dita câmara de compressão (44) formará com o pequeno espaço do cabeçote (25) a câmara de explosão (31), pois, quando o pistão alternante atinge o ponto morto superior, a comporta (21) encontrando o raio maior do arco (3), movimenta-se liberando a mistura comprimida para o pequeno espaço formado entre o cabeçote (25) e o rotor (9). A comporta (21) está sempre pressionada de encontro à superfície interna do arco (3) através da mola (44) e da própria pressão do ar comprimido na dita câmara de compressão (30), uma vez que o braço dessa dita comporta (21) é maior do que o braço do ressalto (22). Porém, quando ocorre a explosão (fig 3), a dita comporta (21) é impelida violentamente contra o dito arco. Para evitar esse impacto, existe o ressalto limitador (38) na comporta (21) que permite o contato dessa dita comporta (21) com o arco (3) apenas pelas lâminas de vedação (37) dessa dita comporta. No momento da ignição a comporta (21) está vedando o espaço entre o rotor (9) e o arco (3) e também entre o rotor (9) e as paredes da sede que o contém. Pela explosão o rotor (9) é impelido, conforme as figuras 3 e 4, cumprindo dessa forma o tempo de expansão. Na parte anterior da comporta (21), os resíduos de gases da explosão anterior estão sendo expelidos pelo escape (34) que existe no arco (3) cumprindo o tempo de exaustão. No sistema alternativo e no mesmo instante, o pistão está admitindo mistura. A comporta (21), cumpre várias funções simultâneas: 1) veda de um lado o espaço entre o rotor (9), o arco (3), a frontal (4) e a posterior (5) gerando rotação do rotor (9) quando da explosão; 2) Veda na sua parte anterior o espaço entre o rotor (9), o arco (3), a frontal (4) e posterior (5) impondo a exaustão dos gases de combustão anterior; 3) flexiona atuando como válvula de compressão, através do seu ressalto (22), ora vedando ora liberando para a câmara de explosão (31) o ar (ou mistura) comprimido contido na câmara de compressão (30); 4) ora fecha ora abre, através do mesmo dito ressalto (22), o canal que existe entre o interior do cilindro (14) e a câmara de compressão (30); 5) ora fecha ora abre, através do mesmo dito ressalto (22), o canal que existe entre o canal de admissão (29) e o cilindro (14) para cumprir o tempo de admissão, operando dessa forma como válvula de admissão.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Conforme a figura 1 pode-se observar o rotor (9) entre a frontal (4) e a posterior (6) e o arco (3). Nota-se o engajamento entre a engrenagem fixa (17) e as engrenagens satélites (18) (embora só esteja visível apenas uma dessas ditas satélites) e como uma dita engrenagem satélite transmite movimento ao pistão através do vlrabrequlm (19). Nota-se também o eixo (16) devidamente apoiado em rolamentos que existem na frontal (4) e na posterior (6). Nas superfícies laterais do rotor aparecem, em corte, as lâminas de compressão (12) e as lâminas de exaustão (13) que são, essas lâminas, o único contato direto entre o rotor (9) e as superfícies das ditas frontal e posterior. Na frontal (4) (fig. 7) podem ser vistas as aberturas (35) por onde é admitido o ar ou mistura.

Cada uma das duas comportas (21) (em detalhe nas figs. 9 e 10) que existem na periferia do rotor (9) ao passar por uma câmara (8) conforme as figuras 3 e 4, divide essa dita câmara (8) em duas partes sendo uma à frente da comporta (21) com os resíduos de uma combustão anterior designada por câmara de exaustão (33) e outra posterior que contém os gases em expansão designada por câmara de expansão (32). Acomodados no interior do rotor (9) existe um sistema binário de pistões altemantes (15) (fig. 2) localizados a 180° um do outro e dispostos entre si como imagens invertidas. No centro da posterior (6) e pertencente a essa dita posterior (6) existe uma engrenagem fixa (17) (em detalhe na fig. 8). Engajadas a essa dita engrenagem fixa (17) existem duas engrenagens satélites (18) que estão apoiadas no rotor (9) (em detalhe na fig. 5). Com o movimento do rotor (9) essas engrenagens satélites (18) giram com o dobro da ligsKciii^iHífliiHísak stncfuls&r om snr% mtf%r ÍCk\ πλi* vnotsiHÍA » p? I Cs11U14»** pSIi 1 ·p3 lCs CspÍ MUHPí ^j JJrvJi cl%55ί%?·ΐι·%3ΐΐt?ETl do diâmetro dessa dita engrenagem fixa (17). oerfazendo dessa forma P*· Pi^ P P*^ P P P w * P^ P*P P>P Pi^PPPPPi PMi P Pl^ P P^^PP PP P P P P P P MrvPP ^ M· m MM PMF PiP P P PPI βΡ*ΡΡ Μ P PP* PiP PIPI PP P^^PP PPl P Pp P P P * Ρ,Ρ duas voltas completas a cada revolução do rotor (9) e por consequência impondo aos pistões alternativos (15) que efetuem duas compressões cada um e a cada revolução do rotor (9), sincronizando dessa maneira, com as explosões do sistema rotativo resultando em 4 (quatro) explosões a cada revolução do rotor (9).

COMPRESSÃO

Acompanhando o movimento de um dos pistões do dito sistema binário, conforme a figura 2, o rotor (9) girando no sentido horário impõe rotação à engrenagem satélite (18) por estar essa dita engrenagem ligada por seu eixo ao rotor (9) e devidamente engajada à engrenagem fixa (17). Essa engrenagem satélite (18) está, por sua vez, ligada à extremidade do vlrabrequim (19) que transmite através da blela (20), movimento ao pistão altemante (15). O pistão altemante (15) ao se dirigir para o ponto morto superior comprime o ar ou mistura na câmara de compressão (30). Enquanto o ar ou mistura está sendo comprimido, essa câmara de compressão (30) permanece fechada pela comporta (21). No instante em que o pistão altemante (15) atinge o PMS, a comporta (21) encontrando o raio maior do perímetro interno do arco (3), articula-se pressionada pela mola (44), pela força centrífuga e pelo ar comprimido contido na câmara de compressão (30), porém, limitada pelo ressalto limitador (38) que existe na comporta (21) (figura 2) evitando o contato direto dessa dita comporta (21) com a superfície interna do arco (3) a não ser pelas lâminas seladoras (37) que existem na extremidade dessa dita comporta (21). No caso da versão com injeção eletrônica, o jato de ar assim liberado penetra a câmara de explosão (31) (figura 13) misturando-se com o combustível liberado pelo Injetor de combustível (27). Uma explicação aqui se faz necessária porque o injetor pulveriza o combustível por um canal (fig. 13) no interior do dito pequeno espaço do cabeçote antes da passagem da comporta (21) e nesse instante esse dito espaço deve estar fechado evitando lançar combustível na câmara de expansão (32) e, portanto à frente da comporta (21). Para esse dito fechamento do dito espaço existe uma porta (43) (figura 13) que deverá estar sempre sob pressão para fechar até que um comando force a abertura dessa dita porta (43). Para abrir essa dita porta (43) pode ser utilizado um sistema de convencional de comando como se essa dita porta fosse uma válvula;

EXPLOSÃO / EXPANSÃO

Nesse instante (fig. 3) ocorre a ignição e o rotor (9) é impelido pela comporta (21) no sentido horário cumprindo o tempo de expansão. Durante a explosão / expansão a câmara de explosão (31) e a câmara de expansão (32), que é a continuação dessa câmara de explosão (31), permanecem vedadas conforme a figura 3, pelos seguintes elementos: 1) Uma lâmina vedante de compressão no arco (23) que existe no arco (3) próxima ao cabeçote (25) e em contato com a superfície periférica do rotor (9); 2) Por lâminas de expansão (12) que existem localizadas em nesgas nas superfícies laterais do rotor (11), próximas à superfície periférica do rotor (10) em contato de um lado com a superfície interna da frontal (5), com a superfície interna da posterior (7) do outro lado e em toda a extensão do arco definido pela câmara de explosão (31) e pela câmara de expansão (32); 3) Pela comporta (21) que veda a câmara de explosão (31) e a câmara de expansão (32) em contato com o perímetro interno do arco (3); 4) Pela comporta (21) em contato com a superfície interna da frontal (5) e da superfície interna da posterior (7); 5) Pelo ressalto (22) que existe no eixo da comporta (21) que no momento da explosão já está vedando o canal de compressão (28).

EXAUSTÃO

Conforme a figura 3, a partir do momento da explosão, já se inicia a exaustão dos gases da explosão anterior pressionados pela parte da frente da comporta (21), na medida em que o rotor (9) progride no sentido horário. Para que a exaustão total ocorra são necessárias as seguintes vedações: 1) Uma lâmina de vedação do arco (24) que existe nesse dito arco (3) no final da câmara de exaustão (33) (fig. 4) e que está em contato com a superfície periférica do rotor (10); Lâminas de exaustão (13) que se localizam no rotor (9) e próximos à superfície periférica do rotor (10) e de ambos os lados do rotor (9) em contato de um lado com a superfície interna da frontal (5) e do outro lado com a superfície interna da posterior (7);

ADMISSÃO

No mesmo instante em que ocorre a explosão (fig. 3), o pistão aItAiniitivo M ininif* a tomnn Ha aHvyiíccaa HacIÍ7SiiiHa aa intoriAr Ha cilindro (14) em direção ao ponto morto inferior, pois o ressalto (22) conforme se observa na figura 3, já está liberando a entrada de ar ou mistura pelo canal de admissão (29) que existe entre esse dito ressalto (22) e a abertura (35) que existe na frontal (4) devidamente dimensionada e sincronizada essa dita abertura com o tempo de admissão. Observa-se nas figuras 3 e 4 que o mesmo ressalto (22) já está vedando o canal de compressão (28) impedindo que os gases da combustão tornem para o interior do cilindro (14). Nota-se que esse dito ressalto (22) opera como válvula de compressão quando fecha ou libera ar (ou mistura) comprimido para a câmara de explosão (31) e simultaneamente como válvula de admissão quando fecha ou libera a entrada de ar ou mistura para o cilindro (14).

Observações: 1) A lubrificação desse dito motor pode ser efetuada através do eixo do motor penetrando pelo interior do rotor (9) até as partes móveis ou e combinando esse modelo com a mistura de óleo ao combustível como nos motores a dois tempos; 2) A refrigeração do sistema rotativo (quente) pode ser feita por líquido perpassando a frontal, o arco e a posterior como é feita no conhecido motor WANKEL e no sistema alternativo com o próprio óleo contido em carter.

REIVINDICAÇÕES MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA ROTATIVO E ALTERNATIVO. O presente invento pode ser apresentado com arranjos variados, mas a idéia principal é a construção de um motor que seja movido por combustão interna impulsionado por um (ou mais) pistão rotativo ou rotor que cumpra os tempos de expansão e exaustão e que esse dito pistão rotativo possua internamente, um sistema de pistões alternantes que impelidos pelo próprio dito rotor através de engrenagens efetuem os tempos de admissão e de compressão conforme reivindicações abaixo.

Claims (12)

1- Motor rotativo e alternativo movido por combustão interna a quatro tempos caracterizado por combinar pistão rotativo para efetuar os tempos de expansão e exaustão e pistões alternantes para executarem os tempos de admissão e compressão, sendo que os demais componentes desse Invento são comuns a motores convencionais, como bomba de óleo injetor de combustível ou carburador, vela de ignição, bomba d’água, etc.;

2- Motor rotativo e alternativo, caracterizado por utilizar uma sede cilíndrica composta, basicamente, de um arco cuja superfície interior apresenta forma elíptica, uma frontal em forma de círculo que compõe essa dita sede pela parte anterior, uma posterior também de forma circular que compõe essa dita sede pela parte posterior e um eixo que gira apoiado por rolamentos nessa dita frontal e nessa dita posterior;

3- Motor rotativo e alternativo conforme reivindicação 1 caracterizado por utilizar um (ou mais) rotor(res) de forma cilíndrica que gira no interior da dita sede definida em 2, formando com o arco e as laterais dessa dita sede uma primeira e uma segunda câmara localizadas diametralmente opostas entre si devido ao formato elíptico desse dito arco, sendo que esse dito rotor está ligado ao dito eixo da dita sede mencionada em 2;

4- Motor rotativo e alternativo caracterizado por utilizar uma primeira (e uma segunda comporta localizada diametralmente oposta à dita primeira) que é uma aleta articulada que existe na periferia do dito rotor que quando da rotação do rotor percorre o espaço de uma das câmaras definidas em 3, divide-a em duas outras câmaras sendo uma definida como câmara de expansão na parte posterior a essa dita comporta e outra definida como câmara de exaustão na parte anterior a essa dita comporta, sendo que essa dita comporta também é utilizada para conter o ar ou mistura no tempo de compressão e para comunicar a câmara de compressão definida em 5 destas reivindicações com a câmara de explosão definida em 7 destas reivindicações e ainda que essa tal comporta está apoiada no eixo de um soquete que existe na periferia do rotor definido em 3, possuindo ainda essa dita comporta os seguintes elementos: 1) lâminas de vedação que existem na extremidade dessa dita comporta e que deslizam em contato com a superfície interna do dito arco definido em 2; 2) lâminas de vedação que existem nas superfícies laterais dessa dita comporta que deslizam em contato de um lado com a superfície interna da frontal definida em 2 destas reivindicações, do outro lado em contato com a superfície interna da posterior também definida em 2 e em contato com o próprio rotor definido em 3 destas reivindicações; 3) ressalto que existe na comporta definida em 4 destas reivindicações que devidamente munido de lâminas vedantes opera como válvula de compressão fechando ou abrindo o canal de compressão definido em 8 destas reivindicações e também como válvula de admissão fechando ou abrindo o canal de admissão definido em 8 destas reivindicações-, 4) ressalto limitador que existe na comporta definida em 4 que tem a função de limitar a abertura da dita comporta de tal forma que essa dita comporta não entre em contato direto com a superfície interna do dito arco definido em 2; 5) moia que apoia esse dito ressalto limitador pressionando essa dita comporta contra a superfície interna do dito arco definido em 2;

5- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar uma primeira câmara de compressão (e uma segunda situada diametralmente oposta à dita primeira) que existe na periferia do dito rotor acima do dito cilindro definido em 10 destas reivindicações, sendo que essa dita câmara de compressão é um espaço circunscrito pela comporta definida em 4, pelas superfícies internas da sede definida em 2 destas reivindicações e pelo rotor definido em 3 destas reivindicações e tem a função de receber mistura ou ar comprimido em transição para a câmara de explosão;

6- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar um primeiro cabeçote (e um segundo localizado diametralmente oposto a esse dito primeiro) que existe no arco definido em 2 destas reivindicações como se fosse uma secção desse dito arco e que pode ou não pertencer a esse dito arco e que é utilizado para acolher uma vela de ignição e um injetor de combustível (quando na versão com injeção eletrônica) e também para oferecer um pequeno espaço junto aos bornes da dita vela que compõe com a câmara de compressão uma câmara de explosão definida em 7 destas reivindicações;

7- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar uma primeira câmara de explosão (e uma segunda localizada diametralmente oposta a essa dita primeira) que é a soma do espaço criado pelo dito cabeçote, definido em 6 destas reivindicações, o arco e mais o espaço da dita câmara de compressão definida em 6 destas reivindicações;

8- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar: 1) canais de compressão que existem entre o primeiro e o segundo cilindro definidos em 10 destas reivindicações e as ditas primeira e segunda câmaras de compressão definidas em 5 destas reivindicações; 2) canais de admissão que existem entre o primeiro e o segundo cilindros definidos em 10 destas reivindicações e as primeira e segunda aberturas e pertencentes à frontal definida em 2 destas reivindicações; 3) primeiro e segundo canais de escape que existem no dito arco localizados diametralmente opostos entre si na posição que define o final do tempo de exaustão;

9- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar vedações entre as diversas superfícies definidas como segue: 1) primeira e segunda lâminas vedantes de exaustão localizadas diametralmente opostas que existem no arco definido em 2 destas reivindicações e próximas aos canais de escape definidos em 8 destas reivindicações e que servem para vedar a superfície periférica do dito rotor definido em 3 destas reivindicações em contato com a superfície interna do dito arco; 2) primeira e segunda lâminas de expansão que existem no dito arco próximas à câmara de explosão localizadas diametraimente opostas entre si e que servem para vedar a superfície periférica do dito rotor e a superfície interna do dito arco impedindo a perda de gases em expansão; 3) primeiro e segundo jogo de anéis (lâminas) de expansão que existem nas laterais do dito rotor em contato com a frontal e a posterior definidas em 2 destas reivindicações e próximos da superfície periférica do dito rotor que se estendem acomodados em nesgas desde as ditas comportas definidas em 4 destas reivindicações até a posição do dito rotor que define o final do tempo de expansão e servem para impedir perdas de gases em expansão pelas laterais do dito rotor; 4) primeiro e segundo jogo de anéis (lâminas) de exaustão que existem nas laterais do dito rotor em contato com as ditas frontal e posterior e próximos à superfície periférica do dito rotor que se estendem acomodados em nesgas desde as ditas comportas até a posição do dito rotor que define o final do tempo de exaustão e servem para garantir a saída dos gases queimados apenas pelos escapes;

10- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar um primeiro e segundo sistema alternativo de compressão localizados diametralmente opostos e em posição invertida entre si no interior do dito rotor, definido em 3 destas reivindicações, que se compõem de cilindro, pistão, biela, virabrequim, carter e demais peças convencionais;

11- Motor rotativo e alternante caracterizado por utilizar engrenagens para movimentar o dito sistema alternativo de compressão: 1) primeira e segunda engrenagens satélites ligadas aos ditos virabrequins e engajadas à engrenagem fixa; 2) engrenagem fixa que existe no centro da superfície interna da dita posterior, definida em 2 destas reivindicações, na qual estão engajadas as engrenagens satélites para movimentar o dito sistema alternativo de compressão;

12- Motor rotativo e alternante caracterizado por existir, na versão com injeção eletrônica, uma porta que veda o espaço do dito cabeçote definido em 6 dessas reivindicações e que é acionada por comando convencional.