RO129577A2 - Mecanism motor cu cilindru toroidal şi aplicaţiile lui - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un mecanism motor cu cilindru toroidal, şi la o maşină termică hidraulică sau pneumatică, cu sau fără ungere, echipată cu mecanismul motor. Mecanismul conform invenţiei are în componenţă două pistoane () care oscilează în interiorul unui cilindru () toroidal, fiecare piston () fiind compus dintr-o coroană () şi un balansier (), care poate fi construit dintr-o singură piesă sau din mai multe, şi ce are o parte () culisantă, care poate să alunece pe un suport () axial, conţinut de un capac () ce închide spre exterior cilindrul () toroidal, de asemenea, un braţ () care face legătura între partea () culisantă şi o articulaţie () centrală, balansierul () fiind articulat, prin intermediul unui bolţ (), la o bielă () care transmite mişcarea la un arbore () cotit, între cele două pistoane () şi cilindru () toroidal fiind delimitat un compartiment () de lucru interior sau, în cazul unui motor cu ardere internă, o cameră de ardere, între fiecare piston () şi capac () fiind delimitat un compartiment () de lucru exterior sau, în cazul unui motor cu ardere internă, un compresor volumic, cele două compartimente () de lucru, exterior şi, respectiv, interior, putând fi folosite atât de o maşină termică, cât şi de una pneumatică sau hidraulică, cei doi arbori () cotiţi fiind sincronizaţi prin intermediul a două roţi () dinţate, una principală şi alta secundară, cu raport de transmitere unitar.

Description

Invenția se refera la un mecanism motor cu cilindru toroidal si la aplicațiile lui utilizabil la diferite tipuri de mașini termice, hidraulice sau pneumatice cu sau fara ungere.

Este cunoscut mecanismul motor cu număr de brevet US6382143. Acest mecanism echilibrat dinamic prezintă dezavantajul utilizării unor chiulase care închid cilindrii toroidali la capete si care complica construcția. In cazul utilizării mecanismului ca motor termic aceste chiulase conduc la pierderi de căldură ce afecteaza randamentul termic.

Este de asemenea cunoscut motorul semi-rotativ cu numărul de brevet GB1482376. Acest motor in doi timpi prezintă dezavantajul ca utilizează ca pompa de aer pentru efectuarea baleiajului zona din spatele pistoanelor care in acest caz conține si mecanismul sau mecanismele biela-manivela, ungerea acestora devenind deficitara. In plus presiunea de baleiaj este foarte redusa si deci randamentul volumetric este scăzut, afectind in mod esențial performanta de putere a motorului. Distribuția prin ferestre la acest motor necesita niște pistoane avind o fusta foarte lunga care mărește greutatea pieselor aflate in mișcare alternativa. Prelucrarea acestor pistoane este de asemenea relativ complicta.

Pe de alta parte este cunoscut motorul termic recuperativ decris de invenția US7028476. Acest motor care utilizează un compresor separat, prezintă o soluție relativ complexa cu cost ridicat.

In consecința pentru un motor termic reprezintă o necesitate creșterea randamentului prin micșorarea pierderilor de căldură in cel puțin o zona a camerei de ardere. De asemenea este o necesitate simplificarea construcției si deci reducerea costurilor mecanismului, de exemplu prin eliminarea chiulase 1.

Realizarea unor pistoane cu masa redusa fara fusta reprezintă o necesitate pentru mașinile termice sau pneumatice in scopul micșorării forțelor de inerție si deci al solicitărilor.

Pentru un motor in doi timpi reprezintă o necesitate ungerea zonei arborelui cotit ca la motoarele in patru timpi, respectiv prin folosirea uleiului in stare lichida.

Pentru un motor in patra timpi reprezintă o necesitate obținerea unei puteri specifice ridicate. Aceasta se poate face prin supraalimentare. Daca supaalimenarea este inclusa in gabaritul motorului si sunt utilizate aceleași piese pentru a o realiza, se pot obține valori foarte ridicate ale puterii specifice.

'3 ‘ 2 O 1 2 - o o g 2 5 - ¹ 5 -11- 2012

Pentru orice tip de motor termic este foarte importanta caracteristica policarburanta si adaptabilitatea lui la sarcini parțiale. Aceasta se poate obține prin reglarea raportului de comprimare.

Pentru un motor termic recuperativ reprezintă o necesitate realizarea unei structuri compacte si simple care sa utilizeze in mod eficient camerele de volum variabil create de pistoane.

Invenția se refera in general la un mecanism cu cilindru toroidal si in particular la o îmbunătățire a mecanismului descris si revendicat in cererea de invenție cu numărul A.....

Intr-o prima varianta constructiva mecanismul motor conform invenției, înlătură dezavantajele aratate mai sus prin aceea ca utilizează o construcție cu doua pistoane discoidale ce oscilează intr-un interior de cilindru toroidal , acesta puțind fi continuu sau compus din doua segmente decalate axial care comunica intre ele. Fiecare piston discoidal este compus dintr-o coroana care prezintă o forma considerata in general discoidala, in care se montează elementele de etanșare (segmenti, manșete de etanșare, garnituri). Pistonul discoidal prezintă de asemenea un balansier, avind o forma inoita la aproximativ 90°, ce poate fi construit dintr-o singura piesa sau din mai multe si care face legătură cu o articulație centrala pe care oscilează. Balansierul este articulat prin intermediul unui boit la o biela care isi transmite mișcarea la cel puțin un arbore cotit. Intre cele doua pistoane discoidale si cilindrul toroidal este delimitat un compartiment de lucru interior sau in cazul unui motor cu ardere interna o camera de ardere. Același mecanism poate fi construit cu niște pistoane circulare plate sau cu unele combinate intre forma plata si cea discoidala.

O varianta derivata a mecamismului anterior in cazul utilizării unui singur arbore cotit presupune utilizarea unei biele compuse care prezintă un cap de biela ce se prelungește cu o ramificație ce poate fi utilizata de cea de-a doua biela considerata simpla.

Intr-o alta varianta constructiva mecanismul conform invenției utilizează o construcție cu doua pistoane toroidale. Fiecare piston toroidal este compus dintr-o coroana care prezintă o forma considerata in general toroidala, in care se montează elementele de etanșare (segmenti, manșete de etanșare, garnituri). Pistonul toroidal prezintă de asemenea un balansier ce poate fi construit dintr-o singura piesa sau din mai multe. Balansierul prezintă o parte culisanta care poate sa lunece pe un suport axial, continui de un capac ce închide spre exterior cilindrul toroidal. O alta parte a balansierului numita braț face legătură intre partea culisanta si o articulația centrala. Balansierul este articulat prin intermediul unui boit la o biela care isi transmite mișcarea la cel puțin un arbore cotit. Intre cele doua pistoane si cilindrul toroidal este delimitat un compartiment de lucru interior, sau in cazul unui motor cu ardere interna o camera de ardere. Intre fiecare piston si capacul ce închide cilindrul toric se delimitează un

L-2012-008255 -11- 2012 compartiment de lucru exterior, sau in cazul unui motor cu ardere interna un compresor volumic. Cele doua compartimente de lucru exterioare si cel interior pot fi folosite atit de o mașina termica cit si de una pnumatica sau hidraulica.

Același mecanism cu compartimente de lucru multiple poate fi construit cu niște pistoane discoidale, plate sau cu unele combinate intre forma plata si cea discoidala.

In cazul mecanismului la care cele doua biele isi transmit mișcarea la doi arbori cotititi aceștia sunt sicronizati prin intermediul a doua roti dintate, una principala si alta secundara, cu raport de transmitere unitar. Roata dintata principala este solidara cu arborele ei cotit. Roata dintata secundara este fixata pe arborele ei cotit prin intermediul unor caneluri sau al unui defazor ce poate fi de tipul hidraulic, mecanic sau electric. Utilizarea canelurilor permite fixarea rotii dintate secundare in diferite poziții care corespund diferitelor capacitati cilindrice ale mașinii, in funcție de utilizarea dorita. Daca se utilizează fixarea prin intermediul defazorului aceasta permite decalarea mișcării executate de cele doua pistoane in timpul funcționarii ceea ce conduce la modificarea cilindreei mecanismului si respectiv a raportului de comprimare (daca este vorba de o mașina termica) in timp real.

Un motor termic in patru timpi ce folosește unul din mecanismele descrise mai sus poate utiliza doua pistoane discoidale opuse care prezintă fiecare o mișcare de rotatie oscilanta in cite un cilindru toroidal. Cei doi cilindrii toroidali sunt decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna. In spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali se montează niște supape de admisie respectiv niște supape de evacuare care controlează camera de ardere formata intre cele doua pistoane discoidale si cilindrii toroidali. Partea de etanșare a pistonului discoidal untilizeaza un singur canal circular in care lucrează doi segmenti suprapusi, unul cu acțiune interioara si celalalt cu acțiune exterioara, canalul circular avind un perete cilindric situat la interior. Segmentul cu acțiune exterioara exercita presiunea de etanșare pe fata interioara a cilindrului toroidal iar segmentul cu acțiune interioara exercita presiunea de etanșare pe peretele cilindric al canalului circular. Fantele celor doi segmenti sunt decalate cu cel puțin 120°. Diametrul pistonului discoidal este ales in asa fel incit sa nu existe nici-un contact intre acesta si cilindrul toroidal. La aceasta varianta, balansierul este realizat dintr-o singura piesa. Racirea pistonului este asigurata de un jet de ulei trimis de un ajutaj in spatele acestuia. Uleiul prelins pe cilindriul toroidal permite ungerea segmentilor. Supapele de admisie sunt acționate de un arbore cu came si controlează intrarea aerului dinspre o canalizatie de admisie. Supapele de evacuare sunt acționate de un arbore cu came si controlează evacuarea gazelor arse din motor spre o canalizatie de evacuare. Cei doi arbori cu came prezintă o turatie egala cu jumătate din turatia arborelui cotit. Motorul cv2 012-00825-î 5 -11- 2012 poate funcționa cu aprindere prin scinteie, cu aprindere prin comprimare, cu amestec omogen, etc. In funcție de aceasta poate prezenta o bujie si/sau un injector plasate in vecinătatea planului median al mecanismului.

Intr-o alta varianta constructiva, un motor in patru timpi utilizează doua pistoane toroidale opuse avind doua canale circulare fiecare cu cite doi segmenti ca la exemplul anterior. Balansierul este format dintr-o tije toroidala goala pe interior si din doua brațe solidare cu tija toroidala care se rotesc pe un arbore fix. Tija toroidala poate sa lunece pe un lagar axial, conținut de un capac ce închide spre exterior cilindrul toroidal. Intre cele doua pistoane toroidale si cilindrul toroidal este delimitată o camera de ardere. Intre fiecare piston si capacul ce închide cilindrul toroidal se delimitează un compresor volumic. Pe lagarul axial este fixata o garnitura de etanșare in genul celor utilizate la supapele motoarelor care izolează compresorul de un carter motor, respectiv de o baie de ulei. Intre cele doua brațe este fixata o biela cu ajutorul unui boit. In aceasta varianta fiecare biela isi transmite mișcarea la propriul arbore cotit iar sincronizrea dintre cei doi arbori cotiti este asigurata de o roata dintata principala si una secundara. Intre roata dintata secundara si arborele ei este plasat un defazor hidraulic. Defazorul hidraulic prezintă un stator solidar cu roata dintata si un rotor oscilant solidar cu arborele cotit. Spațiul dintre stator si rotor este umplut cu lichid hidraulic. Poziția relativa dintre stator si rotor determina cilindreea, respectiv raportul de comprimare al motorului si este stabilita cu ajutorul unei supape cu sertar actionata electromagnetic. Ungerea segmentilor pistonului se face de la arborele fix care distribuie uleiul prin brațe si printr-o conducta fixata in interiorul tijei toroidale. In interiorul pistonului sunt create niște canalizatii care distribuie uleiul in porțiunea dintre cei doi segmenti, realizind simultan si racirea pistonului. Uleiul încălzit de piston este evacuat prin interiorul tijei toroidale in carterul motor. Fiecare compresor volumic se alimentează cu aer proaspăt prin intermediul unei ferestre de admisie controlata de niște supape de admisie, flexibile. Evacuarea aerului sub presiune din fiecare compresor volumic se face prin intermediul unei ferestre de refulare controlate de niște supape de refulare, flexibile. Aerul sub presiune este acumulat intr-o galerie de transfer comuna pentru cele doua compresoare volumice si care este conectata cu canalizatia de admisie prin intermediul unei ferestre de transfer. Canalizatia de admisie este controlata de supapele de admisie, ca la exemplul anterior. Supapele de admisie fac comunicarea cu camera de ardere. Evacuarea gazelor arse este asigurata de supapele de evacuare. Motorul este supraalimentat de către cele doua compresoare volumice care funcționează fiecare după un ciclu in doi timpi. In consecința la fiecare ciclu motor cele doua ί\-2 0 12-00825-¹ 5 -11- 2012 compresoare volumice au doua curse active, livrind o cantitate importanta de aer sub presiune in camera de ardere.

O a treia varianta de motor in patru timpi este derivata din cea anterioara dar prezintă un piston toroidal ce poate fi realizat dintr-o singura piesa. Pistonul toroidal prezintă in prelungirea zonei de etanșare doua segmente toroidale care au la exterior același diametru exterior ca pistonul iar la interior fiecare este închis de o porțiune cu suprafața conica. Cele doua suprafețe conice ale celor doua segmente toroidale sunt considerate convergente spre interiorul motorului. Cele doua segmente toroidale se prelungesc cu niște brațe perpendiculare pe ele care sunt articulate pe arborele fix. Cele doua segmente toroidale luneca pe un capac cu secțiune trapeizodala ce închide spre exterior cilindrul toroidal pentru a forma un compresor. Pe segmentele toroidale sunt fixate niște manșete de etanșare liniare ce presează pe supafetele conice ale fiecărui segment toroidal, impiedicind pătrunderea uleiului in compresor. Pe partea cilindrica a segmentelor toroidale se afla alte doua segmente de garnituri torice, servind aceluiași scop. Alimentarea cu ulei a fiecărui piston se face printr-o canalizatie practicata pe partea cilindrica a unui segment toridal si care este închisa la exterior de un capac fixat etanș. In mod similar evacuarea uleiului de la pistonul toroidal este asigurata de celalalt segment toroidal care prezintă un orificiu de evacuare spre carter.

Un motor termic in doi timpi configurat conform invenției utilizează un piston toroidal asemanator cu cel din exemplul anterior. La acest motor lipsesc supapele de admisie si de evacuare de tipul cu taler si deci cilindrul toroidal este de tipul continuu. Admisia si evacuarea gazelor din cilindru se face cu ajutorul unor ferestre de transfer si evacuare închise si deschise de pistonul toroidal in mișcarea sa oscilanta. In acest caz cele doua segmente toroidale ale unui piston toroidal folosesc la obturarea ferestrelor de admisie, respectiv cele apartinimnd celuilalt piston toroidal servesc obturării ferestrelor de evacuare. Compresorul poate fi similar celui descris la exemplul anterior iar aerul sub presiune livrat de acesta este colectat intr-o galerie de transfer care comunica cu fereastrele de transfer printr-o canalizatie de transfer. In acest caz nu mai sunt necesare supapele de refulare flexibile. Baleiajul cilindrului toroidal se face in echicurent, ferestrele de transfer puțind sa orienteze aerul proaspăt intr-o mișcare de rotatie in timpul acestui proces.

Intr-o alta varianta constructiva un motor de tipul in doi timpi uitlizeaza doi cilindrii toroidali decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna. In spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali se montează niște supape de evacuare care controlează camera de ardere formata intre cele doua pistoane toroidale si

Ă7 2 Ο 1 2 - Ο Ο 8 2 5 - ¹ 5 -11- 2012 cilindrii toroidali. Supapele de evacuare sunt acționate de niște arbori cu came de evcuare. La aceasta varianta galeria de transfer lipsește, iar admisia cu aer proaspăt se face prin intermediul unor supape de admisie de tipul cu taler montate in fiecare piston toroidal. Fiecare supapa de admisie controlează o canalizatie de admisie si este tinuta apasata pe scaunul ei de către un resort prin intermediul unei rondele montata pe tija supapei, resortul sprijinandu-se pe partea din spate a pistonului toroidal. Supapele de admisie sunt acționate in principal de diferența de presiune dintre compresor si camera de ardere sau pot fi acționate prin împingere la contactul cu capacul compresorului.

Un alt tip de mașina termica ce poate utiliza mecanismul cu compresoare integrate este motorul termic recuperativ. Configurația constructiva a acestui motor este asemanatoare cu cea descrisa la modelele anterioare cu deosebirea ca aerul livrat de cele doua compresoare este introdus intr-un schimbător de căldură unde este supraîncălzit de gazele arse de temperatura ridicata, provenite de la o alta mașina termica sau de un de la un arzator extern. Aerul supraîncălzit este introdus prin intermediul unor supape de admisie in spațiul dintre cele doua pistoane toroidale numit de aceasta data camera de destindere, actionind asupra celor doua pistoane toroidale si producind deci lucru mecanic la arborele cotit. După cursa de destindere urmeaza cursa de evacuare, cind aerul existent in camera de destindere este evacuat prin intermediul unor supape de evacuare. In acest caz motorul termic recuperativ lucrează ca un motor pneumatic in doi timpi după un ciclu Ericsson. Motorul termic recuperativ poate fi plasat in prelungirea unui motor termic in patru sau doi timpi, respectiv pe același arbore, puțind recupera energia termica a gazelor arse livrate de acesta. Daca motorul termic recuperativ folosește un arzator, aerul evacuat este refolosit pentru arderea combustibilului utilizat, recuperindu-se căldură acestuia.

In utilizarea ca motor cu ardere interna, invenția prezintă următoarele avantaje:

-In varianta cu piston discoidal, motorul este foarte simplu de fabricat, deoarece cilindrul toroidal nu necesita o precizie de fabricație ridicata, singura condiție fiind ca rugozitatea suprafeței interioare sa fie buna;

-Variantele in patru timpi cu compresor inclus prezintă o densitate de putere ridicata;

-La variantele in doi timpi, baleiajul cilindrului este asigurat cu aer la o presiune relativ ridicata ceea ce imbunatateste randamentul volumetric si deci performanta de ansamblu a motorului;

-Toate variantele de motoare in doi timpi descrise utilizează același tip de ungere ca motoarele in patru timpi, prezentind deci o poluare redusa ;

'V1 Ο 1 2 - 0 η 2 5 - 1 5 -η- 21)12

-Motorul in doi timpi cu supape cu taler prezintă o durabilitate imbunatatita si un consum de ulei redus datorat lipsei ferestrelor de admisie si de evacuare;

- In varianta cu doi arbori cotiti, același motor toroidal poate fi livrat cu diverse rapoarte de compresie numai schimbind poziția roților dintate;

-Varinatele de motor cu raport de comprimare variabil in mod continuu se pot adapta mult mai bine diverselor regimuri de turatie si sarcina, fiind in același timp policarburante;

-Toate variantele cu compresor inclus pot sa prezinte un sistem simplificat de aerisire a carterului datorita presiunii scăzute din acesta;

-Toate variantele propuse in asociere cu un motor termic recuperativ pot prezenta un randament foarte ridicat.

In utilizarea ca motor termic recuperativ, invenția prezintă următoarele avantaje:

-Integrează partea de compresor si cea de motor termic in aceiași mașina termica la care pistonul are o funcție dubla, reducind costurile si micsorind gabaritul;

-Mecanismul prezintă o durabilitate ridicata, lipsind frecarea dintre dintre piston si cilindru.

Se dau mai jos mai multe exemple de realizare a invenției in legătură cu fgurile 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15 si 16 care reprezintă:

-Fig. 1, un mecanism cu cilindru toroidal si piston discoidal avind compartiment unic si doua biele identice;

-Fig. 2, un mecanism cu cilindru toroidal si piston circular plat, avind compartiment unic, respectiv o biela compusa si un simpla;

-Fig. 3, un mecanism cu cilindru toroidal si piston toroidal, avind compartimente multiple;

-Fig. 4, o secțiune verticala printr-un motor in patru timpi cu piston dicoidal;

-Fig. 5, o secțiune orizontala prin motorul de la figura 4;

-Fig.6, o secțiune verticala printr-un motor in patru timpi cu piston toroidal, avind compartimente multiple si balansier cu tije toroidala centrala;

-Fig. 7, un detaliu cu secțiune prin pistonul toroidal utilizat de motorul de la figura 6;

-Fig. 8, o secțiune verticala printr-un motor in patru timpi cu piston toroidal, avind compartimente multiple si balansier cu segmente toroidale laterale;

-Fig. 9, o secțiune prin capacul compresorului de la motorul decscris la figura 8;

-Fig. 10, o a doua varianta de capac pentru compresor;

-Fig. 11, o secțiune verticala printr-un motor in doi timpi cu piston toroidal, avind compartimente multiple si distribuție prin ferestre;

-Fig. 12, o secțiune verticala printr-un motor in doi timpi cu piston toroidal, avind compartimente multiple si distribuție cu supape cu taler;

Ο 1 2 - Ο Ο 8 2 5 - 1 5 -11- 2012

-Fig. 13, ο secțiune orizontala prin motorul de la figura 12;

-Fig. 14, o secțiune verticala printr-un motor termic recuperativ cu cilindru toroidal;

-Fig. 15, o schema a unui motor termic recuperativ cu cilindru toroidal si secțiune orizontala prin acesta.

-Fig. 16, un tabel cu fazele de funcționare ale motorului termic recuperativ cu cilindru toroidal.

Intr-o prima varianta constructiva mecanismul conform invenției (fig. 1) utilizează o construcție cu doua pistoane discoidale 1 ce oscilează intr-un interior de cilindru toroidal 2 , acesta puțind fi continuu sau compus din doua segmente decalate axial. Fiecare piston discoidal 1 este compus dintr-o coroana 3 care prezintă o forma considerata in general discoidala, in care se montează elementele de etanșare (segmenti, manșete de etanșare, garnituri). Pistonul discoidal 1 prezintă de asemenea un balansier 4, avind o forma inoita la aproximativ 90°, ce poate fi construit dintr-o singura piesa sau din mai multe. Balansierului 4 face legătură intre pistonul discoidal 1 si o articulație 5 fixa . Balansierul 4 este articulat prin intermediul unui boit 6 la o biela 7 care isi transmite mișcarea la cel puțin un arbore cotit 8. Intre cele doua pistoane discoidale 1 si cilindrul toroidal 2 este delimitat un compartiment de lucru interior 9 sau in cazul unui motor cu ardere interna o camera de ardere. In funcție de tipul mașinii la care este utilizat mecanismul descris transforma mișcarea de oscilație rotativa a celor doua pistoane discoidale 1 in mișcare de rotatie completa si continua la arborele cotit

8. Mecanismul este reversibil.

Intr-o a doua varianta constructiva mecanismul conform invenției (fig. 2) utilizează o construcție cu doua pistoane circulare plate 10 ce oscilează in interiorul cilindrului toroidal 2. Fiecare piston circular plat 10 este compus dintr-o coroana 11 care prezintă o forma considerata in general plata sau aproape plata, in care se montează elementele de etanșare. In acest caz unul dintre cele doua balansiere 3 este articulat cu o biela compusa 12 iar celalalt balansier 3 este articulat cu o biela simpla 13. Biela compusa 12 isi transmite mișcarea la un arbore cotit 14 si prezintă o ramificație 15 pe care este articulata biela simpla 13 prin intermediul unui boit 16. Intre cele doua pistoane circulare plate 10 si cilindrul toroidal 2 este delimitat un compartiment de lucru interior 17 sau in cazul unui motor cu ardere interna o camera de ardere. Același mecanism poate fi construit cu niște pistoane avind o forma plata combinata cu forma discoidala (nereprezentate).

Intr-o a treia varianta constructiva mecanismul conform invenției (fig. 3) utilizează o construcție cu doua pistoane toroidale 20 ce oscilează in interiorul unui cilindru toroidal 21. Fiecare piston toroidal 20 este compus dintr-o coroana 22 care prezintă o forma considerata in * 2 Ο 1 2 - C C 5 - ί 5 -II- ίι)#

general toroidala, in care se montează elementele de etanșare (segmenti, manșete de etanșare, garnituri). Pistonul toroidal 20 prezintă de asemenea un balansier 23 ce poate fi construit dintr-o singura piesa sau din mai multe. Balansierul 23 prezintă o parte culisanta 24 care poate sa lunece pe un suport axial 25, continui de un capac 26 ce închide spre exterior cilindrul toroidal 21. Balansierului 23 prezintă de asemenea un braț 27 care face legătură intre partea culisanta 24 si o articulația centrala 28 . Balansierul 23 este articulat prin intermediul unui boit 29 la o biela 30 care isi transmite mișcarea la un arbore cotit 31 propriu . Intre cele doua pistoane toroidale 20 si cilindrul toroidal 21 este delimitat un compartiment de lucru interior 32, sau in cazul unui motor cu ardere interna o camera de ardere. Intre fiecare piston toroidal 20 si capacul 26 se delimitează un compartiment de lucru exterior 33, sau in cazul unui motor cu ardere interna un compresor volumic. Cele doua compartimente de lucru exterioare 33 si cel interior 32 pot fi folosite atit de o mașina termica cit si de una pnumatica sau hidraulica. Cei doi arbori cotititi 31 sunt sicronizati prin intermediul a doua roti dintate, una principala 34 si alta secundara 35, cu raport de transmitere unitar. Roata dintata principala 34 este solidara cu arborele ei cotit 31. Roata dintata secundara 35 este fixata pe arborele ei cotit 31 prin intermediul unor caneluri (nereprezentate) sau al unui defazor 36 ce poate fi de tipul hidraulic, mecanic sau electric. Utilizarea canelurilor permite fixarea rotii dintate secundare 35 in diferite poziții care corespund diferitelor capacitati cilindrice ale mașinii, in funcție de utilizarea dorita. Daca se utilizează fixarea prin intermediul defazorului 36, aceasta permite decalarea mișcării executate de cele doua pistoane toroidale 20 in timpul funcționarii ceea ce conduce la modificarea cilindreei mecanismului si respectiv a raportului de comprimare in timp real.

Un prim exemplu de realizare practica a mecanismului conform invenției este descris in figura 4 respectiv 5, care reprezintă un motor 40 in patru timpi. Motorul 40 utilizează doua pistoane discoidale 41 opuse care prezintă fiecare o mișcare de rotatie oscilanta in cite un cilindru toroidal 42 respectiv 43. Cei doi cilindrii toroidali 42 si 43 sunt decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna 44. In spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali 42 si 43 se montează niște supape de admisie 45 respectiv niște supape de evacuare 46 care controlează camera de ardere 47 formata intre cele doua pistoane discoidale 41 si cilindrii toroidali 42 si 43. Fiecare piston discoidal 41 prezintă o parte de etanșare 48 care untilizeaza un singur canal circular 49 in care lucrează doi segmenti, unul cu acțiune interioara 50 si celalalt cu acțiune exterioara 51, aceștia fiind suprapusi, canalul circular 49 avind un perete cilindric 52 situat la interior. Segmentul cu acțiune exterioara 51 exercita presiunea de etanșare pe o fata interioara 53 a cilindrului

--20 1 2 DO 8 2 5 -1 5 -11- 2012 toroidal 41 sau 42 iar segmentul cu acțiune interioara 50 exercita presiunea de etanșare pe peretele cilindric 52 al canalului circular 49. Fantele celor doi segmenti sunt decalate cu cel puțin 120°. Diametrul pistonului discoidal 41 este ales in asa fel incit sa nu existe nici-un contact intre acesta si cilindrul toroidal 42 respectiv 43. Fiecare piston discoidal 41 utilizează un balansier 54 realizat ca o singura piesa. Fiecare balansier 54 isi transmite mișcarea la o biela 55. Cele doua biele 55 actioneaza același arbore cotit 56. Racirea pistonului este asigurata de un jet de ulei trimis de un ajutaj 57 situat in spatele acestuia. Uleiul prelins pe cilindrul toroidal 42 respectiv 43 permite ungerea segmentilor cu acțiune exterioara 51. Supapele de admisie 45 sunt acționate de un arbore cu came 58 si controlează intrarea aerului dinspre o canalizatie de admisie 59. Supapele de evacuare 46 sunt acționate de un arbore cu came 60 si controlează evacuarea gazelor arse din motorul 40 spre o canalizatie de evacuare 61. Cei doi arbori cu came 58 si 60 prezintă o turatie egala cu jumătate din turatia arborelui cotit 56. Motorul 40 poate funcționa cu aprindere prin scinteie, cu aprindere prin comprimare, cu amestec omogen, etc. In funcție de aceasta poate prezenta o bujie si/sau un injector (nefigurate).

Intr-o alta varianta constructiva (fig. 6 si 7), un motor 70 in patru timpi utilizează doua pistoane toroidale 71 opuse care prezintă fiecare o mișcare de rotatie oscilanta in cite un cilindru toroidal 72 respectiv 73. Fiecare piston toroidal 71 prezintă pe o coroana 74 doua canale circulare 75 fiecare cu cite doi segmenti 50 respectiv 51 ca la exemplul anterior. Coroana 74 este solidara cu un balansier 76 format dintr-o tije toroidala 77 tubulara si din doua brațe 78 solidare cu tija toroidala 77 care se rotesc pe un arbore fix 79. Tija toroidala 77 poate sa lunece pe un lagar axial 80, continui de un capac 81 ce închide spre exterior cilindrul toroidal 72, respectiv 73. Intre cele doua pistoane toroidale 71 si cilindrii toroidali 72 si 73 este delimitată o camera de ardere 82. Intre fiecare coroana 74 si capacul 81 este realizat un compresor volumic 83. Pe lagarul axial 80 este fixata o garnitura de etanșare 84 in genul celor utilizate la supapele motoarelor care izolează compresorul volumic 83 de un carter motor 85. Intre cele doua brațe 78 este fixata o biela 86 cu ajutorul unui boit 87. In aceasta varianta fiecare biela 66 isi transmite mișcarea la propriul arbore cotit 88 iar sincronizrea dintre cei doi arbori cotiti 88 este asigurata de o roata dintata principala 89 si una secundara 90. Intre roata dintata secundara 90 si arborele ei cotit 88 este plasat un defazor hidraulic 91. Defazorul hidraulic 91 prezintă un stator 92 solidar cu roata dintata secundara 90 si un rotor 93 oscilant solidar cu arborele cotit 88. Defazorul hidraulic 91 prezintă aceleași elemente constructive ca cele utilizate la sistemele de distribuție variabila moderne. Spațiul dintre statorul 92 si rotorul 93 este umplut cu ulei sau lichid hidraulic. Poziția relativa dintre statorul 92 si rotorul 93 (V 2 Ο 1 2 - Ο Ο 8 2 5 - 1 5 -11- 2012 determina cilindreea, respectiv raportul de comprimare al motorului 70 si este stabilita cu ajutorul unui distribuitor cu sertar acționat electromagnetic (nefigurat). Alimentarea cu ulei a zonei segmentilor 50 respectiv 51 se face prin intermediul unor canalizatii 94 din brațele 78 ce conduc uleiul de la arborele fix 79 la o conducta 95 fixata in interiorul tijei toroidale 77. In interiorul pistonului toroidal 71 sunt create niște canalizatii 96 si 97 care distribuie uleiul in porțiunea dintre cele doua perechi de segmenti, realizind simultan si racirea pistonului toroidal 71. Uleiul încălzit este evacuat prin interiorul tijei toroidale 77 in carterul motor 85. Fiecare compresor volumic 83 se alimentează cu aer proaspăt prin intermediul unei ferestre de admisie 98 controlata de niște supape de admisie 99, flexibile. Evacuarea aerului sub presiune din fiecare compresor volumic 83 se face prin intermediul unei ferestre de refulare 100 controlate de niște supape de refulare 101, flexibile. Aerul sub presiune este acumulat intr-o galerie de transfer 102 comuna pentru cele doua compresoare volumice 83 si care este conectata cu o canalizatie de admisie 103 prin intermediul unei ferestre de transfer 104. Canalizatia de admisie 103 este controlata de supapele de admisie 45 (ca in figura 5), dar nu mai comunica cu atmosfera. Supapele de admisie 45 fac comunicarea cu camera de ardere 82. Evacuarea gazelor arse este asigurata de supapele de evacuare 46 (ca in figura 5),. Motorul 70 este supraalimentat de către cele doua compresoare volumice 83 care funcționează fiecare după un ciclu in doi timpi. In consecința la fiecare ciclu motor cele doua compresoare volumice 83 au doua curse active, livrind o cantitate importanta de aer sub presiune in camera de ardere 82.

O a treia varianta constructiva un motor 110 in patru timpi (fig. 8 si 9) prezintă doua pistoane toroidale 111 ce pot oscila in doi cilindrii toroidali 112 si 113 decalați. Fiecare piston toroidal 111 poate fi realizat dintr-o singura piesa, prezentând in prelungirea unei coroane 114 doua segmente toroidale 115 care au la exterior același diametru exterior ca si coroana 114 iar la interior fiecare este închis de o suprafața conica 116. Cele doua suprafețe conice 116 ale celor doua segmente toroidale 115 sunt considerate ca fiind convergente spre interiorul motorului

110. Cele doua segmente toroidale 115 se prelungesc cu niște brațe 117 perpendiculare pe ele care sunt articulate pe arborele fix 118. Segmentele toroidale 115 luneca pe un capac 119 cu secțiune trapeizodala ce închide spre exterior cilindrul toroidal 112, respectiv 113, pentru a forma un compresor volumic 120. Pe segmentele toroidale 115 apasa niște manșete de etanșare 121 liniare ce presează pe supafetele conice 116, impiedicind pătrunderea uleiului in compresorul volumic 120. Pe partea cilindrica a segmentelor toroidale 115 se afla alte doua segmente de garnituri torice 122, servind aceluiași scop de etanșare. Alimentarea cu ulei a fiecărui piston toroidal 111 se face printr-o canalizatie 123 practicata pe partea cilindrica a ί\-2 012-00825-I 5 -11- 2012

unuia dintre segmentii toridali 115 si care este închisa la exterior de un capac 124 fixat etanș. In mod similar evacuarea uleiului de la pistonul toroidal 111 este asigurata de celalalt segment toroidal 115 care prezintă o canalizatie 125 ce este deschisa spre un carter 126 si care este izolata pe partea cilindrica de un capac 127. Capacul 119 avind o secțiune trapeizodala etaseaza compresorul volumic 120 prin contactul cu cele doua suprafețe conice 116, pierderile de aer si de ulei intre carterul 126 si compresorul volumic 120 fiind minime. Acest tip de montaj permite o flexibilitate ridicata, nefiind constrins de realizarea unor tolerante reduse. Celelalte elemente constructive sunt similare celor de la exemplele anterioare iar funcționarea este asemanatoare.

Intr-o alta varianta costructiva (fig. 10) segmentele toroidale 115 sunt unite la partea dinspre interiorul motorului 140 formind un profil 130, avind in secțiune o forma trapezoidala . Profilul 130 este etanșat prin intermediul unui capac 131 care copiaza forma trapezoidala interioara a profilului 130.

Un motor 140 in doi timpi configurat conform invenției (fig. 11) utilizează doua pistoane toroidale 111 asemanatoare cu cele din exemplul anterior dar care oscilează intr-un cilindru toroidal 141 unitar la care lipsesc supapele de admisie si de evacuare de tipul cu taler. Pistoanele toroidale 111 prezintă deci aceleași segmente toroidale 115 care la exterior au același diametru ca pistoanele toroidale 111. Intre pistoanele toroidale 111 si cilindrul toroidal 141 se gaseste o camera de ardere 142. Motorul 140 utililizeaza niște compresoare volumice 120 ce pot fi similare celor descrise la exemplul anterior iar aerul sub presiune livrat de acestea este colectat intr-o galerie de transfer 143 care comunica prin intermediul unui canal de transfer 144 cu niște ferestre de transfer 145 ce fac legătură cu camera de ardere 142. Admisia aerului in cilindrul toroidal 141 se face cu ajutorul ferestrelor de transfer 145 iar evacuarea gazelor arse din cilindrul toroidal 141 se face prin intermediul unor ferestre de evacuare 146 ce fac legătură cu o canalizatie de evacuare 147. Motorul 140 funcționează ca orice motor in doi timpi cu pistoane opuse. Ferestrele de transfer 145 si cele de evacuare 146 sunt in mod obișnuit obturate de pistoanele toroidale 111, respectiv de segmentele toroidale 115 in mișcarea lor oscilanta. Spre sfirsitul cursei de destindere pistoanele toroidale 111 deschid mai intii ferestrele de evacuare 146 si apoi ferestrele de transfer 145 realizind baleiajul in echicurent al cilindrului toroidal 141 dinspre un piston toroidal 111 spre celalalt. Ferestrele de transfer 145 pot sa fie astfel orientate incit sa imprime o mișcare de rotatie aerului proaspăt introdus in cilindrul toroidal 141 in timpul acestui proces.

Intr-o alta varianta constructiva un motor 160 de tipul in doi timpi (fig. 12 si 13) uitlizeaza doua pistoane toroidale 161 ce oscilează in interiorul a doi cilindrii toroidali 162 si 163

Cri 012-00825-î 5 -11- 2012 decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna 164, ca la motoarele in patru timpi descrise anterior. . In spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali 162 si 163 se montează niște supape de evacuare 165 care controlează o camera de ardere 166 formata intre cele doua pistoane toroidale 161 si cilindrii toroidali 162 si 163. Supapele de evacuare 165 sunt acționate de niște arbori cu came 167 de evcuare. Arbori cu came 167 prezintă o turatie egala cu cea a arborilor cotiti. Motorul 160 utililizeaza niște compresoare volumice 120 ce pot fi similare celor descrise la exemplele anterioare. Aerul sub presiune livrat de fiecare compresor 120 este admis in camera de ardere 166 prin intermediul unor supape de admisie 168 de tipul cu taler montate in fiecare piston toroidal 161. Fiecare supapa de admisie 168 controlează o canalizatie de admisie 169 si este tinuta apasata pe un scaun 170 de către un resort 171 prin intermediul unei rondele 172 montata pe o tije 173 , resortul 171 sprijinandu-se pe un umăr 174 aflat la partea din spate a pistonului toroidal 161. Supapele de admisie 168 sunt acționate in principal de diferența de presiune dintre compresorul volumic 120 si camera de ardere 166 si/sau pot fi acționate prin împingere la contactul tijelor 173 cu capacul 119 al compresorului toric 120 la sfîrsitul cursei de destindere. Supapele de evacuare 165 sunt deschise înaintea supapelor de admisie 168 tot spre sfîrsitul cursei de destindere si sunt închise imediat după începutul cursei de compresie. Baleiajul se face in echicurent, pornind de la periferia camerei de ardere 166 si indreptindu-se spre zona centrala unde sunt localizate supapele de evacuare 165. In rest, funcționarea motorului 160 este asemanatoare cu cea a oricărui motor in doi timpi.

Un motor termic recuperativ 180 conform invenției (fig. 14, 15 si 16) utilizează o configurație cu doi cilindrii toroidali 181, decalați, cu doua compresoare volumice 182 si cu un singur arbore cotit 183. Fiecare compresor volumic 182 se alimentează cu aer proaspăt prin intermediul unei ferestre de intrare 184 controlata de niște supape de intrare 185, flexibile. Evacuarea aerului sub presiune din fiecare compresor volumic 182 se face prin intermediul unei ferestre de refulare 186 controlate de niște supape de refulare 187, flexibile. In cilindrii toroidali 181 oscilează doua pistoane toroidale 188. Intre cilindrii toroidali 181 si pistoanele toroidale 188 este delimitată o camera de detenta 189. Camera de detenta 189 poate fi izolata termic de exterior, de exemplu, prin utilizarea unor materiale ceramice ce căptușesc pereții acesteia. In același scop, pistoanele toroidale 188 pot avea fata situata spre camera de detenta 189 acoperita cu materiale ceramice. Schimbul de gaze din camera de detenta 189 este controlat de niște supape de admisie 190, acționate de un arbore cu came 191, de admisie, respectiv de niște supape de evacuare 192, acționate de un arbore cu came 193, de evacuare. Arborii cu came 191 si 192 prezintă o turatie egala cu cea arborelui cotit 183. Supapele de

-2 0 1 2 - 0 0 8 2 5 -¹ 5 -11- 2012 admisie 190 controlează o canalizatie de admisie 194, iar supapele de evacuare 192 controlează o canalizatie de evacuare 195. Cele doua compresoare volumice 182 livrează aerul sub presiune de la supapele de refulare 187 intr-o conducta 196, comuna, care il transporta la un schimbător de căldură 197. Un flux de gaze fierbinți alimentează schimbătorul de căldură 197 print-o conducta 198. Gazele fierbinți supraîncălzesc aerul comprimat ce traversează schimbătorul de căldură 197 care ajunge la o presiune foarte ridicata si este evacuat din schimbătorul de căldură printr-o conducta 199. După ce au cedat căldură gazele fierbinți se răcesc semnificativ si sunt evacuate din schimbătorul de căldură 197 printr-o conducta 200. Schimbătorul de căldură 197 este izolat termic de exterior cu ajutorul unui strat izolant 201. Conductele 194, 198 si 199 sunt de asemenea izolate termic cu exteriorul. Conducta 199 transporta aerul comprimat aflat la o presiune si temperatura ridicata la canalizatia de admisie 194. Daca pistoanele toroidale 188 se afla la punctul mort superior, supapele de admisie 190 sunt deschise si aerul sub presiune se destinde in camera de detenta 189 provocind deplasarea spre exterior a pistonelor toroidale 188, si implicit dezvoltarea unui lucru mecanic util.ce va fi transmis la arborele cotit 183. După efectuarea cursei de destindere, pistoanele toroidale 188 se îndreaptă in sens invers, respectiv spre interiorul motorului, realizând evacuarea aerului aflat deja la o presiune joasa din camera de detenta 189 prin intermediul supapelor de evacuare 192 in canalizatia de evacuare 195. Aerul destins este colectat de o conducta 202. Motorul termic recuperativ 180 funcționează ca un motor pneumatic in doi timpi respectiv ca in tabelul de la figura 16. Intr-o prima varianta, gazele fierbinți ce alimentează schimbătorul de căldură 197 sunt provenite din gazele de evacuare ale unui motor cu ardere interna si atunci motorul termic recuperativ 180 realizează recuperarea excesului de căldură conținut in aceste gaze, care altfel s-ar pierde in mediul exterior. In acest caz arborele cotit 183 este cuplat la arborele cotit al motorului cu ardere interna, suplimentind puterea acestuia. Intr-o a doua varianta, gazele fierbinți ce alimentează schimbătorul de căldură 197 sunt provenite de la un arzator (nefigurat) ce poate utiliza combustibili solizi, lichizi sau gazosi. Aerul destins colectat de conducta 202 poate alimenta arzătorul, intensificind procesul din interiorul acestuia. In aces caz aborele cotit 183 isi transmite puterea la un utilizator ce poate fi un generator electric, un compresor sau o pompa.

La toate exemplele de realizare anterioare pistoanele discoidale, plate sau toroidale pot fi realizate din materiale unice (aluminiu, otel, etc.) sau din materiale compozite (fibra de carbon cu carbon, aluminiu cu ceramica, aluminiu cu otel, otel cu ceramica, aliaj titan cu otel, etc.) si pot sa aiba sau nu segmenti de etanșare. De asemenea ungerea segmentilor poate sa lipsească.

Claims (18)

1. Mecanism motor cu cilindru toroidal si pistoane semi-oscilante de tipul fara fusta caracterizat prin aceea ca utilizează doua pistoane opuse ce oscilează intr-un cilindru toroidal sau in doua segmente de cilindru toroidal decalate axial si unite intre ele la căpătui situat in planul median al mecanismului, spațiul dintre pistoane si cilindrul toroidal formind un compartiment interior comun ce poate aparține unei mașini termice, hidraulice sau pneumatice, si o pereche de balansiere, fiecare fiind realizat in general dintr-un segment superior si dintr-un segment inferior, avind intre ele un unghi cuprins intre 70° si 100°, segmentele puțind avea o forma liniara sau curbata, segmentul superior fiind situat in proximitatea pistonului, fiecare balansier puțind fi construit dintro singura piesa sau din mai multe așezate in succesiune sau in paralel, si fiecare balansier este solidar cu unul din pistoane si face legătură cu o articulație care are scopul de a anula forțele centrifuge si de a tine suspendat pistonul in cilndrul toroidal, si o pereche de biele articulate prin intermediul unor bolturi pe segmentul inferior al fiecărui balansier, transmitind mișcarea la cel puțin un arbore cotit.

2. Mecanism motor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca una dintre biele, numita biela compusa, prezintă o ramificație laterala pe care este articulata cea de- a doua biela numita biela simpla, biela compusa actionind direct asupra arborelui cotit, si biela simpla este articulata pe biela compusa prin intermediul unui boit si isi transmite mișcarea la arborele cotit prin intermediul bielei compuse.

3. Mecanism motor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca fiecare biela actioneaza asupra unui arbore cotit, fiecare arbore cotit fiind solidar cu o roata dintata, cele doua roti dintate rezultate angrenind intre ele si sincronizind mișcarea celor doi arbori cotiti, avind un raport unitar de transmitere, si cel puțin una dintre cele doua roti dintate fiind astfel montata pe arborele cotit corespunzător incit sa-i poata fi schimbata poziția radiala fata de acesta in scopul reglării capacitatii sau al raportului de comprimare al mașinii ce utilizează acest mecanism.

f V 2 ο 1 2 - Ο Ο 8 2 5 - 1 5 -11- 2012

4. Mecanism motor ca la revendicarea 2 si 3 caracterizat prin aceea ca fiecare piston desparte compartimentul central interior de un compartiment exterior care este închis la celalalt capat de un capac astfel realizat incit sa permită trecerea balansierului, concomitent cu etansarea lui fata de un carter motor, cele doua compartimente exterioare fiind folosite ca compartimente de lucru.

5. Mecanism motor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca fiecare piston are o forma discoidala.

6. Mecanism motor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca fiecare piston are o forma circulara plata.

7. Mecanism motor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca fiecare piston are o forma toroidala.

8. Motor termic de tipul celor care utilizează doua pistoane opuse de tipul fara fusta caracterizat prin aceea ca pistoanele oscilează intr-un cilindru toroidal sau in doua segmente de cilindru toroidal decalate axial si unite intre ele la căpătui situat in planul median al mecanismului, spațiul dintre pistoane si cilindrul toroidal formind o camera de ardere, si o pereche de balansiere, fiecare fiind realizat in general dintr-un segment superior si dintr-un segment inferior, avind intre ele un unghi cuprins intre 70° si 100°, segmentele puțind avea o forma liniara sau curbata, segmentul superior fiind situat in proximitatea pistonului, fiecare balansier puțind fi construit dintro singura piesa sau din mai multe așezate in succesiune sau in paralel, si fiecare balansier este solidar cu unul din pistoane si face legătură cu o articulație care are scopul de a anula forțele centrifuge si de a tine suspendat pistonul in cilndrul toroidal, si o pereche de biele articulate fiecare prin intermediul unor bolturi pe segmentul inferior al fiecărui balansier, transmitind mișcarea la unul sau la doi arbori cotiti, si fiecare piston desparte camera de ardere de un compresor care este închis la celalalt capat de un capac astfel realizat incit sa permită trecerea balansierului sau a balansierelor, concomitent cu etansarea lui fata de un carter motor, in care evoluează restul mecanismului motor, cele doua compresoare rezultate fiind folosite pentru alimentarea cu aer sub presiune a camerei de ardere in perioada admidsiei.

^‘2012-00825-¹ 5 -11- 20J2

9. Motor termic parțial ca la revendicarea 8 caracterizat prin aceea ca funcționează după un ciclu in patra timpi, si utilizează doua pistoane discoidale opuse care prezintă fiecare o mișcare de rotatie oscilanta in cite un cilindru toroidal, cei doi cilindrii toroidali fiind decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna, si in spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali se montează niște supape de admisie respectiv niște supape de evacuare care controlează camera de ardere formata intre cele doua pistoane discoidale si cilindrii toroidali, supapele de admisie si de evacuare fiind acționate de niște arbori cu came de admisie, respectiv de evacuare odata la fiecare doua rotatii ale arborelui cotit, si diametral pistonului discoidal este ales in asa fel incit sa nu existe nici-un contact intre acesta si cilindrul toroidal respectiv, si fiecare piston discoidal este solidar cu un balansier realizat ca o singura piesa.

10. Motor termic parțial ca la revendicarea 8 si 9 caracterizat prin aceea ca fiecare piston discoidal prezintă o parte de etanșare care utilizează un singur canal circular in care lucrează doi segmenti suprapusi, unul cu acțiune interioara si celalalt cu acțiune exterioara, si unde segmentul cu acțiune exterioara exercita presiunea de etanșare pe o fata interioara a cilindrului toroidal iar segmentul cu acțiune interioara exercita presiunea de etanșare pe peretele cilindric a canalului circular, fantele celor doi segmenti fiind decalate cu cel puțin 120°, si racirea pistonului este asigurata de un jet de ulei trimis de un ajutaj situat in spatele acestuia, uleiul prelins pe cilindrul toroidal respectiv permitind, de asemenea, ungerea segmentilor cu acțiune exterioara.

11. Motor termic ca la revendicarea 8 si parțial ca la revendicarea 9 caracterizat prin aceea ca utilizează doua pistoane toroidale, fiecare piston toroidal fiind realizat dintr-o singura piesa, prezentând in prelungirea unei coroane doua segmente toroidale care au la exterior același diametru exterior ca si coroana iar la interior fiecare fiind închis de o suprafața conica, cele doua suprafețe conice rezulate ale celor doua segmente toroidale fiind considerate convergente spre interiorul motorului, si cele doua segmente toroidale se prelungesc cu niște brațe perpendiculare pe ele care sunt articulate pe arborele fix, si ^-2012-00825-¹ 5 -11- 2012 segmentele toroidale luneca in partea interioara pe un capac cu secțiune trapeizoda ce închide spre exterior cilindrul toroidal pentru a forma un compresor volumic.

12. Motor termic ca la revendicarea 11 caracterizat prin aceea ca pe segmentele toroidale apasa niște manșete de etanșare liniare ce presează pe supafetele conice, impiedicind pătrunderea uleiului in compresorul volumic, si pe partea cilindrica a segmentelor toroidale se afla alte doua segmente de garnituri eventual torice servind aceluiași scop de etanșare, si alimentarea cu ulei a fiecărui piston toroidal se face printr-o canalizatie practicata pe partea cilindrica a unuia dintre segmentii toridali si care este închisa la exterior de un capac fixat etanș, iar evacuarea uleiului de la pistonul toroidal fiind asigurata de celalalt segment toroidal care prezintă o canalizatie ce este deschisa spre un carter si care este izolata pe partea cilindrica de un alt capac.

13. Motor termic ca la revendicarea 11 si 12 caracterizat prin aceea ca segmentele toroidale sunt unite la partea dinspre interiorul motorului formind un profil, avind in secțiune o forma ce poate fi considerata in general ca trapezoidala sau poligonala, profilul fiind etanșat prin intermediul unui capac care copiaza aceasta forma.

14. Motor termic ca la revendicarea 8 si 11 caracterizat prin aceea ca funcționează după un ciclu in doi timpi, si aerul sub presiune livrat de compresoare este colectat intr-o galerie de transfer care comunica prin intermediul unui canal de transfer cu niște ferestre de transfer ce fac legătură cu camera de ardere, admisia aerului in cilindrul toroidal se face cu ajutorul acestor ferestre de transfer iar evacuarea gazelor arse din cilindrul toroidal se face prin intermediul unor ferestre de evacuare ce fac legătură cu o canalizatie de evacuare, si ferestrele de transfer si cele de evacuare sunt in mod obișnuit obturate de pistoanele toroidale, respectiv de segmentele toroidale in mișcarea lor oscilanta, spre sfirsitul cursei de destindere pistoanele toroidale deschizind mai intii ferestrele de evacuare si apoi ferestrele de transfer realizind baleiajul in echicurent al cilindrului toroidal dinspre un piston toroidal spre celalalt.

15. Motor termic ca la revendicarea 8 si 11 caracterizat prin aceea ca funcționează după un ciclu in doi timpi, si uitlizeaza doua pistoane toroidale ce oscilează in interiorul a doi k-2 012-00825-^f 5 -11- 2012 cilindrii toroidali decalați in plan axial si uniți in partea frontala, puțind comunica printr-o fanta comuna, si in spațiul creat prin suprapunerea frontala a celor doi cilindrii toroidali se montează niște supape de evacuare care controlează o camera de ardere formata intre cele doua pistoane toroidale si cilindrii toroidali, si supapele de evacuare sunt acționate de niște arbori cu came de evcuare, arbori cu came prezentând o turatie egala cu cea a arborilor cotiti, si aerul sub presiune livrat de fiecare compresor este admis in camera de ardere prin intermediul unor supape de admisie de tipul cu taler montate in fiecare piston toroidal, si fiecare supapa de admisie controlează o canalizatie de admisie si este tinuta apasata pe un scaun de către un resort 171 prin intermediul unei rondele montata pe o tije, resortul sprijinandu-se pe un umăr aflat la partea din spate a pistonului toroidal, si supapele de admisie sunt acționate in principal de diferența de presiune dintre compresorul volumic si camera de ardere si/sau pot fi acționate prin împingere la contactul tijelor cu capacul compresorului la sfirsitul cursei de destindere, si supapele de evacuare sunt deschise înaintea supapelor de admisie tot si sunt închise imediat după începutul cursei de compresie, baleiajul facinduse in echicurent, pornind de la periferia camerei de ardere si indreptindu-se spre zona centrala unde sunt localizate supapele de evacuare.

16. Motor termic ca la revendicarea 8 caracterizat prin aceea ca, in varianta in care fiecare biela isi transmite mișcarea la propriul arbore cotit, sincronizrea dintre cei doi arbori cotiti fiind asigurata de o roata dintata principala si una secundara, si intre roata dintata secundara si arborele ei cotit este plasat un defazor ce poate fi de tipul hidraulic, si defazoml hidraulic prezintă un stator solidar cu roata dintata secundara si un rotor, oscilant in raport cu statorul, solidar cu arborele cotit, spațiul dintre stator si rotor fiind umplut cu ulei sau lichid hidraulic, si poziția relativa dintre stator si rotor determina cilindreea, respectiv raportul de comprimare al motorului si este stabilita cu ajutorul unui distribuitor cu sertar acționat electromagnetic.

^c\~2 0 1 2 - 0 0 8 2 5 -¹ 5 -11- 2012

17. Motor termic recuperativ utilizabil in scopul recuperării căldurii provenite de la gazele de evacuare ale unui motor termic sau al altui tip de mașina termica caracterizat prin aceea ca folosește o configurație cu doi cilindrii toroidali decalați respectiv cu doua compresoare volumice si cu un singur arbore cotit, si fiecare compresor volumic se alimentează cu aer proaspăt prin intermediul unei ferestre de intrare controlata de niște supape de intrare, flexibile iar evacuarea aerului sub presiune din fiecare compresor volumic se face prin intermediul unei ferestre de refulare controlate de niște supape de refulare, flexibile, si in cilindrii toroidali oscilează doua pistoane toroidale, intre cilindrii toroidali si pistoanele toroidale fiind delimitată o camera de detenta, si schimbul de gaze din camera de detenta este controlat de niște supape de admisie, acționate de un arbore cu came de admisie, respectiv de niște supape de evacuare acționate de un arbore cu came de evacuare, si arborii cu came prezintă o turatie egala cu cea arborelui cotit, si supapele de admisie controlează o canalizatie de admisie, iar supapele de evacuare controlează o canalizatie de evacuare, si cele doua compresoare volumice livrează aerul sub presiune de la supapele de refulare intr-o conducta, comuna, care il transporta la un schimbător de căldură, si un flux de gaze fierbinți provenite de exemplu de la un motor termic alimentează schimbătorul de căldură print-o alta conducta, gazele fierbinți supraîncălzind aerul comprimat ce traversează schimbătorul de căldură si il forteaza sa ajunga la o presiune foarte ridicata, si aerul comprimat la o presiune si temperatura ridicate este evacuat din schimbătorul de căldură printr-o alta conducta ce alimentează canalizatia de admisie, si daca pistoanele toroidale se afla la punctul mort superior, supapele de admisie sunt deschise si aerul sub presiune se destinde in camera de detenta provocind deplasarea spre exterior a pistonelor toroidale, si implicit dezvoltarea unui lucru mecanic util.ce va fi transmis la arborele cotit, si după efectuarea cursei de destindere, pistoanele toroidale se îndreaptă in sens invers, respectiv spre interiorul motorului, realizând ^-2012-00825-ί 5 -11- 2012 evacuarea aerului aflat deja la o presiune joasa din camera de detenta prin intermediul supapelor de evacuare in canalizatia de evacuare.

18. Motor termic ca la revendicările 8 sau 16 caracterizat prin aceea ca fiecare piston prezintă doua canale circulare de segment, iar in fiecare canal de segment evoluează doi segmenti suprapusi, unul cu acțiune interioara si celalalt cu acțiune exterioara, unde segmentul cu acțiune exterioara exercita presiunea de etanșare pe o fata interioara a cilindrului toroidal iar segmentul cu acțiune interioara exercita presiunea de etanșare pe peretele cilindric a canalului circular, fantele celor doi segmenti fiind decalate cu cel puțin 120°, si uleiul necesar ungerii segmentilor si/sau răcirii pistonului este alimentat de la arborele fix prin intermediul unor canalizatii executate in interiorul balansierului.