Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SLIDING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/010178
Kind Code:
A1
Abstract:
A sliding assembly is described for use in an internal combustion engine, comprising a cylinder liner (1) and at least one piston ring (10), the liner (1) comprising a through-bore that defines an internal surface (S) which, in turn, defines three portions, a first portion (2) near the end of the piston stroke, facing the cylinder head (next to the top dead centre - TDC), a second, central portion (3), and a third portion (4) near the end of the piston stroke, facing the crankshaft of the engine (next to the top dead centre - TPC), wherein (i) the TDC portion (2) of the liner (1) has a surface finish with a first roughness value defined by a structure of recesses and projections ("valleys" and "peaks"); the central portion (3) of the liner (1) has a surface finish with a second roughness value defined by a structure of recesses and projections ("valleys" and "peaks"); the BDC portion (4) of the liner (1) has a surface finish with a third roughness value defined by a structure of recesses and projections ("valleys" and "peaks"), and the roughness value of the central portion (3) is substantially lower than the roughness value of the TDC portion (2), and is defined by a substantially smooth structure of recesses and projections ("valleys" and "peaks") ; and (ii) a ceramic coating (R) is applied to at least part of the contact surface of the piston ring (10) by the physical vapor deposition process (PVD).

Inventors:
MEIRELLES TOMANIK, Antônio Eduardo (Rua João de Souza Dias, 854 apto 7, -003 São Paulo SP, 04618, BR)
Application Number:
BR2014/000247
Publication Date:
January 29, 2015
Filing Date:
July 23, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MAHLE METAL LEVE S/A (Rodovia Anhanguera, sentido interior - Capital KM 4, 7 -877 Jundiaí - SP, 13210, BR)
MAHLE INTERNATIONAL GMBH (Pragstr. 26-46, Stuttgart, D-70376, DE)
International Classes:
F02F1/00; F02F1/20; F02F5/00; F16J9/00; F16J10/04
Foreign References:
EP0693618A11996-01-24
US5743536A1998-04-28
US20120216771A12012-08-30
US6096143A2000-08-01
US20030192501A12003-10-16
Attorney, Agent or Firm:
DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (Caixa Postal 2142, Rua Marquês de Olinda 7, -040 Rio de Janeiro RJ, 22251, BR)
Download PDF:
Claims:
Reivindicações

1. Conjunto de deslizamento para utilização em um motor de combustão interna, compreendendo uma camisa de cilindro (1 ) e pelo menos um anel de pistão (10), a camisa (1 ) sendo dotada de uma cavidade passante definindo uma superfície interna (S) que, por seu turno, define três porções, sendo uma primeira porção (2) de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão, voltada para o cabeçote do motor (próximo ao ponto morto superior - PMS), uma segunda porção (3), central, e uma terceira porção (4) de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão, voltada para o virabrequim do motor (próximo ao ponto morto superior - PMS), o conjunto sendo caracterizado pelo fato de que:

(1) a porção PMS (2) da camisa (1 ) apresenta um acabamento superficial com um primeiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'); a porção central (3) da camisa (1) apre- senta um acabamento superficial com um segundo valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'); a porção PMI (4) da camisa (1 ) apresenta um acabamento superficial com um terceiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'), e o valor de rugosidade apresentado pela porção central (3) sendo substancialmente inferior ao valor de rugosidade da porção PMS

(2) e tendo a estrutura dos recessos e projeções ( ales' e 'picos') que a definem substancialmente uniforme; e

(ii) o anel de pistão (10) apresenta ao menos parte de sua superfície de con- tato à qual é aplicado um revestimento cerâmico (R) pelo processo de depo- sição física de vapor (PVD).

2. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo fato de que o valor de rugosidade da porção PMS (2) da camisa (1 ) apresenta valores de substancialmente 0, 10 a 0,30 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk, em micrometros.

3. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o valor de rugosidade da porção central (3) da camisa (1 ) apresenta valores de substancialmente até 0,30 Rpk, 0,15 a 0,65 Rk e 1 ,1 a 2,1 Rvk, em micrometros.

4. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o valor de rugosidade da porção PMI (4) da camisa (1) apresenta valores de substancialmente 0,10 a 0,30 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk, em micrometros.

5. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o valor de rugosidade da primeira porção (2) da camisa (1) apresenta valores de substancialmente até 0,15 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk, em micrometros.

6. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o valor de rugosidade da porção central (3) da camisa (1) apresenta valores de substancialmente até 0,10 Rpk, 0,10 a 0,40 Rk e até 1 ,0 Rvk, em micrometros.

7. Conjunto de deslizamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o valor de rugosidade da porção PMI (4) da camisa (1) apresenta valores de substancialmente até 0,15 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk, em micrometros.

Description:
CONJUNTO DE DESLIZAMENTO

A presente invenção refere-se a um conjunto de deslizamento composto por uma camisa de cilindro e um anel de pistão.

A camisa de cilindro tem uma parede interna que apresenta variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que, considerando o movimento alternado de um pistão no inteiro da camisa, a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pelas duas porções limites do curso de deslocamento do pistão. O anel de pistão, por seu turno, apresenta um revestimento cerâmico depositado pelo processo de PVD (physical vapour deposition) e esse revestimento, somado às características da superfície de contato da camisa, garante uma grande resistência ao desgaste do anel.

Descrição do estado da técnica

Em um motor de combustão interna, o maior desgaste dos anéis de pistão ocorre em suas extremidades livres (tips), ou adjacências, por causa da maior pressão de contato.

Descrevendo mais especificamente, o desgaste nas pontas dos anéis chega a ser três vezes superior àquele que ocorre em outras regiões da peça, sen- do ali o grande foco de ocorrência dos fenómenos de escamação e despla- camento do revestimento.

Diversas técnicas foram desenvolvidas com o intuito de reduzir esse desgaste nas extremidades dos anéis de pistão, tendo como base/foco, porém, somente o anel de pistão. As diversas técnicas desenvolvidas para camisa de cilindro, em geral, referem-se à redução de atrito.

Um primeiro desenvolvimento está revelado no caso de patente DE102006057111 , da própria depositante, que se refere a uma camisa de pistão na qual a rugosidade varia ao longo do sentido de deslocamento do pistão em seu interior. Mais especificamente, a porção adjacente ao curso máximo do pistão em direção ao cabeçote possui uma região com uma pri- meira rugosidade e a região central da camisa no tocante ao curso de pistão apresenta uma segunda rugosidade, sendo que na porção intermediária da superfície de trabalho da camisa o valor de rugosidade é superior às extremidades. O foco desse documento, porém, reside somente nas especificações da camisa, sem que isso tenha ligação com o tipo de anel que deslizará em seu interior e não se especifica a distribuição de picos e vales (valores de Rpk, Rk e Rvk) na superfície da camisa.

O documento de patente DE102009010791 revela uma camisa de cilindro dotada de um valor de rugosidade superior nas extremidades em relação ao valor de rugosidade na região central. Entretanto, o processo utilizado para a obtenção dessas estruturas leva ao surgimento de recessos com maior e menor profundidade (a profundidade varia consideravelmente entre eles), o que diminui o potencial de eficácia dessa solução como bolsões de acumulação de óleo lubrificante. Mais uma vez, o foco desse documento reside somente nas especificações da camisa, sem que isso tenha ligação com o tipo de anel que deslizará em seu interior.

O documento de patente DE 9605588 refere-se a uma camisa de cilindro cuja superfície interna apresenta maiores valores de rugosidade nas extremidades em relação à porção central. Todavia, para que esse resultado seja alcançado utiliza-se o processo de brunimento com alguns parâmetros técnicos para tratar a superfície das regiões de extremidade, utilizando-se pa- râmetros diferentes na região central. Além do mais, o foco desse documento reside somente nas especificações da camisa, sem que isso tenha ligação com o tipo de anel que deslizará em seu interior.

O documento de patente JP-2004/ 76556 define uma camisa de cilindro cujo ângulo entre os recessos é variável, sendo maior (ângulo a) na extremi- dade do curso do pistão do que na porção central (ângulo γ). Nas porções intermediárias entre a porção central e cada uma das extremidades, o ângulo (β) é intermediário.

Por fim, o documento de patente FR2884889 refere-se a uma camisa de cilindro cuja superfície de deslizamento apresenta três valores de rugosidade, sendo (i) um primeiro valor S1 , menor (menos rugoso) na porção de extremidade voltada para o cabeçote, na porção central e na porção de extremidade oposta, (ii) um segundo valor de rugosidade S2 de rugosidade média aplicado entre a porção de extremidade voltada para o cabeçote e a porção central e, por fim, (iii) um terceiro valor de rugosidade maior S3 aplicado entre na porção central e a porção de extremidade oposta àquela voltada para o cabeçote. Também aqui, o foco reside somente nas especificações da camisa, sem que isso tenha ligação com o tipo de anel que deslizará em seu interior.

Visando reduzir este desgaste, a depositante desenvolveu o presente conjunto de desligamento no qual a camisa de cilindro tem uma parede interna que apresenta variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que, considerando o movimento alternado de um pistão no interior da camisa, a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pelas duas porções limites do curso de deslocamento do pistão (ponto morto superior - PMS e ponto morto inferior - PMI). Na presente solução, ainda que varie a rugosidade, a estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'pi- cos') que definem a rugosidade é substancialmente uniforme, permitindo um maior estudo e uma maior eficiência dos recessos no tocante à sua atuação como reservatórios de óleo.

Quanto ao anel de pistão, ele possui um revestimento cerâmico aplicado pelo processo de PVD (physical vapour deposition) e esse revestimento, so- mado às características da superfície de contato da camisa mencionadas acima, garantem uma grande resistência ao desgaste.

Objetivos da invenção

A presente invenção tem por objetivo um conjunto de deslizamento formado por uma camisa de cilindro e um anel de pistão, onde a camisa de cilindro possui uma parede interna que apresenta variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que, considerando o movimento alternado de um pistão no interior da camisa, a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pelas duas porções próximas ao curso de deslocamento do pistão (notadamente próximo ao ponto morto superior - PMS), possibilitando com isso uma redução do desgaste no anel de pistão que apresenta um revestimento cerâmico aplicado pelo processo de PVD. A presente invenção tem por objetivo também um conjunto de deslizamento formado por uma camisa de cilindro e um anel de pistão onde a camisa de cilindro possui uma parede interna que apresenta variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que, considerando o movimento alternado de um pistão no interior da camisa, a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pelas duas porções limites do curso de deslocamento do pistão (notadamente próximo ao ponto morto superior - PMS), a existência da estrutura dos recessos ('vales') mais profundos na região próxima ao PMS possibilitando com isso uma redução do desgaste do anel de pistão dotado de um revestimento cerâmico aplicado pelo processo de PVD, notadamente devido a spalling.

Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um conjunto de deslizamento para utilização em um motor de combustão interna, compreen- dendo uma camisa de cilindro e pelo menos um anel de pistão, a camisa sendo dotada de uma cavidade passante definindo uma superfície interna que, por seu turno, define três porções, sendo uma primeira porção de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão, voltada para o cabeçote do motor (próximo ao ponto morto superior - PMS), uma segunda por- ção, central, e uma terceira porção de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão, voltada para o virabrequim do motor (próximo ao ponto morto superior - PMS), onde:

(i) a porção PMS da camisa apresenta um acabamento superficial com um primeiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e pro- jeções ('vales' e 'picos'); a porção central da camisa apresenta um acabamento superficial com um segundo valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'); a porção PMI da camisa (1 ) apresenta um acabamento superficial com um terceiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'), e o s valor de rugosidade apresentado pela porção central sendo substancialmente inferior ao valor de rugosidade da porção PMS e tendo a estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos') que a definem substancialmente uniforme; e

(ii) o anel de pistão apresenta ao menos parte de sua superfície de contato à qual é aplicado um revestimento cerâmico pelo processo de deposição física de vapor (PVD).

Descrição resumida dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma vista em corte da camisa de cilindro que faz parte do conjunto de deslizamento objeto da presente invenção.

Figura 2 - é uma vista esquemática da camisa ilustrada na figura 1 , com a representação esquemática da rugosidade da superfície de deslizamento ao longo de seu comprimento longitudinal.

Figura 3 - é uma vista esquemática da camisa ilustrada nas figuras 1 e 2, com a representação esquemática da rugosidade da superfície de deslizamento ao longo de seu comprimento longitudinal, e gráficos comprovando o valor médio de rugosidade em porções diferentes.

Figura 4 - é uma vista esquemática em corte da camisa e do anel de pistão pertencentes ao conjunto de deslizamento objeto da presente invenção, com o anel estando instalado no canalete de um pistão.

Figura 5 - é uma vista esquemática em corte ampliado de parte da camisa de cilindro e do anel de pistão que fazem do conjunto de deslizamento objeto da presente invenção.

Figura 6 - é um gráfico da relação entre o coeficiente de atrito μ e a velocidade de deslocamento do pistão/anel na superfície de uma camisa de cilindro, considerando diversos ângulos de brunimento.

Figura 7 - é um gráfico que ilustra a espessura de filme de óleo variando em função do ângulo do virabrequim, considerando uma camisa de cilindro com rugosidade alta (plateau), rugosidade baixa (slide) e a tecnologia objeto da presente invenção, na qual há variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pela porção limite superior do curso de deslocamento do pistão (próximo ao ponto morto superior - PMS).

Figura 8 - é um gráfico que ilustra a potência dissipada por fricção variando em função do ângulo do virabrequim, considerando uma camisa de cilindro com rugosidade alta (plateau), rugosidade baixa (slide) e a tecnologia objeto da presente invenção, na qual há variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pela porção limite superior do curso de deslocamento do pistão (próximo ao ponto morto superior - PMS).

Descrição detalhada das figuras

A presente invenção refere-se a um conjunto de deslizamento dotado de uma camisa de cilindro 1 e de pelo menos um anel de pistão 10 especialmente desenvolvidos, onde a camisa de cilindro define uma parede interna que apresenta variação na rugosidade da superfície de contato de maneira que, considerando o movimento alternado do anel no interior da camisa, a porção central apresenta uma rugosidade inferior àquela apresentada pelas duas porções que se aproximam aos limites do curso de deslocamento do pistão (ponto morto superior - PMS e ponto morto inferior - PMI). O anel de pistão possui um revestimento cerâmico R aplicado pelo processo de depo- sição física de vapor (PVD).

Com o conjunto objeto da presente invenção, consegue-se uma redução do desgaste no revestimento do anel de pistão, por conta da existência de recessos de volume elevado e uniforme entre si na camisa. A redução de desgaste reduz a ocorrência do fenómeno de spalling.

Descrevendo de forma um pouco mais pormenorizada o conjunto de deslizamento objeto da presente invenção, a camisa de cilindro 1 é dotada de uma cavidade passante de comprimento longitudinal/axial C, no interior da qual é posicionado o anel de pistão 10. A figura 4 ilustra um pistão com seus respectivos anéis, sendo pelo menos um deles o anel 0 dotado de um re- vestimento cerâmico R aplicado por PVD. A cavidade passante define uma superfície interna S. O anel de pistão 10 pode assumir qualquer configuração necessária ou desejável. De modo preferível, o anel 10 é um anel de primeiro canalete, ou anel de compressão de base metálica, mas é evidente que ele pode assumir a configuração de um anel de segundo canalete ou até mesmo um anel ras- pador de óleo sem que o conjunto de deslizamento resultante deixe de estar incluído no escopo de proteção das reivindicações apensas.

Da mesma forma, o material base do anel 10 pode variar livremente, contanto que ele possibilite a aplicação de um revestimento cerâmico R, como por exemplo nitreto de cromo, nitreto de nióbio ou outros, pelo meio do processo de PVD.

A camisa 1 , por seu turno, é usualmente confeccionada em ligas ferrosas, ferro fundido ou aço, mas é evidente que pode sê-lo em qualquer outro material necessário ou desejável (como ligas de alumínio) sem que, também, a invenção resultante deixe de estar incluída no escopo de proteção das rei- vindicações apensas. Analogamente, a camisa 1 pode apresentar qualquer formato necessário ou desejável, contanto que funcional.

A superfície S define três porções principais, que podem ser claramente vistas nas figuras 2 e 3, sendo uma primeira porção 2 correspondente à região de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão voltada para o cabeçote do motor (ponto morto superior - PMS), doravante denominada porção PMS, uma segunda porção 3, central, e uma terceira porção 4 correspondente à região de aproximação ao limite do curso de deslocamento do pistão, porém oposta (voltada para o virabrequim do motor, ponto morto inferior - PMI), doravante denominada porção PMI.

É evidente ainda que o comprimento e a área abrangida por cada uma das porções 2,3,4 pode variar livremente dependendo do diâmetro da camisa, curso do pistão e comprimento axial da camisa, entre outras variáveis.

Qualquer que seja a especificação da camisa 1 , e considerando as três porções 2,3,4 definidas na superfície interna S, ela deve imperiosamente ser constituída de forma que: (i) a porção PMS (2) apresenta um acabamento superficial com um primeiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos');

(ii) a porção central (3) apresenta um acabamento superficial com um se- gundo valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos'); e

(iii) a porção PMI (4) apresenta um acabamento superficial com um terceiro valor de rugosidade definido por uma estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos').

De maneira preferível, as porções PMS, central e PMI 2, 3, 4 recebem o acabamento superficial de modo a atingir os respectivos primeiro, segundo e terceiro valores de rugosidade, por meio do processo de brunimento. Algumas soluções da técnica anterior lançam mão de processos de acabamento superficial distintos para conseguir diferentes padrões de rugosidade ao lon- go da camisa, mas a presente invenção utiliza o brunimento e controla as variações de processo para que valores de rugosidade substancialmente distintos sejam obtidos na mesma superfície S, além de garantir o controle do ângulo das ranhuras inerentes a esse tipo de processo, o que será comentado mais adiante.

É ainda condição precípua da camisa 1 que o segundo valor de rugosidade (apresentado pela porção central 3) seja substancialmente inferior ao valor de rugosidade da porção PMS 2, a fim de garantir o máximo desempenho no tocante à eficiência de funcionamento do motor e redução no desgaste dos anéis, em especial nas pontas. De modo preferível mas não obrigatório, o valor de rugosidade da porção PMI 4 também é superior ao valor de rugosidade apresentado pela porção central 3. Uma explicação mais detalhada do porquê da maior eficiência da camisa 1 objeto da presente invenção frente às demais pode ser encontrada mais adiante.

Outra característica imperiosa do conjunto objeto da presente invenção é o controle do processo de brunimento da camisa 1 objeto da presente invenção nas porções PMS, central e PMI 2, 3, 4 para garantir que a estrutura dos recessos e projeções ('vales' e 'picos') em cada uma delas seja substancialmente uniforme ao longo de toda a área na qual é distribuída.

Em outras palavras, em cada uma das porções 2, 3, 4, respeitando o respectivo valor de rugosidade média, os recessos ('vales') microscópicos apre- sentam a mesma profundidade média com baixo desvio padrão, da mesma forma que as projeções ('picos') possuem a mesma altura média, com desvio padrão igualmente reduzido.

Desta forma, garante-se, no tocante aos recessos, que a profundidade e volume por eles apresentados sejam ideais para o armazenamento de óleo lubrificante e, no tocante às projeções, consegue-se evitar projeções muito altas que aumentam o período de amaciamento do motor além de redundar em aumento de consumo de combustível e elevação de temperatura indesejáveis.

Outra característica imperiosa apresentada pela camisa 1 é o valor de ru- gosidade apresentado pela porção central 3 ser substancialmente inferior aos valores de rugosidade das porções PMS e PMI 2,4.

A esse respeito, cumpre notar que, durante o funcionamento do motor de combustão interna, a velocidade linear do pistão é reduzida nas extremidades (fim de curso, correspondentes ao ponto morto superior - PMS e ao ponto morto inferior - PMI) e elevada na porção central da camisa (meio de curso). Desta feita, as solicitações a que o pistão P e o anel 10 são acometidos varia bastante.

Em situações de aproximação de fim de curso (ou seja, proximamente às porções PMS e PMI 2,4 da superfície S da camisa 1), a velocidade linear do pistão é baixa, independentemente de ele estar acelerando ou reduzindo a velocidade. Nessa situação, a baixa velocidade leva a uma menor perda por fricção, já que em uma dada unidade de tempo a distância percorrida pelo pistão é baixa. Na camisa 1 , além da velocidade baixa naturalmente ocasionar um desgaste menor, o maior valor de rugosidade leva à existência de projeções de elevada altura e recessos de elevada profundidade, de modo que o óleo que ali permanece contribui sobremaneira para evitar o atrito anel/superfície e, com isso, garantir um desgaste reduzido dos anéis, em especial em suas pontas. Em outras palavras, a estrutura substancialmente uniforme dos recessos e projeções que definem o segundo valor de rugosidade apresentado pela segunda porção 3 permite o dimensionamento dos recessos de forma mais eficiente para atuação como reservatórios de óleo. De outro lado, na porção central 3 da camisa 1 a velocidade do deslocamento linear do pistão é alta e, concomitantemente, a rugosidade é baixa (afinal, o valor de rugosidade apresentado pela segunda porção 3 é substancialmente inferior aos valores de rugosidade apresentado pelas porções PMS e PMI 2,4). Essa configuração reduz a perda do motor por atrito, que na por- ção central é em tese superior, para um mesmo valor de rugosidade, pela maior distância percorrida pelo pistão em uma dada unidade de tempo.

Na porção central 3, a velocidade do pistão/anéis é maior. Um maior filme hidrodinâmico é gerado. As forças dos gases atuantes no anel de compressão são menores, exigindo um menor reservatório de óleo. Por outro lado, devido as maiores velocidades, as perdas (potência) de atrito são maiores. Nesta região, a solução proposta, de uma menor rugosidade, produz filmes de óleo e perdas por atrito menores, sem substancial impacto no desgaste. De maneira preferível mas não obrigatória, o valor de rugosidade apresentado pela porção PMI 4 e o valor de rugosidade apresentado pela porção PMS 2 são substancialmente equivalentes, mas ambos podem variar entre si contanto que sejam reduzidos em comparação ao segundo valor de rugosidade, a fim de que a camisa 1 apresente desempenho aperfeiçoado. De toda forma, basta que o valor de rugosidade na porção PMS 2 seja superior ao valor de rugosidade da porção central 3.

A tabela abaixo apresenta três concretizações possíveis para a camisa 1 ob- jeto da presente invenção, denominadas respectivamente de 'concretização

A concretização A apresenta os seguintes valores em micrometros: (í) O valor de rugosidade da porção PMS 2 apresenta valores de substancialmente 0,10 a 0,30 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk,

(ii) O valor de rugosidade da porção central 3 (denominada de 'meio' na tabela) apresenta valores de substancialmente até 0,30 Rpk, 0,15 a 0,65 Rk e 1 ,1 a 2,1 Rvk, e

(iii) O valor de rugosidade da porção PMI 4 apresenta valores de substancialmente 0,10 a 0,30 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk.

A concretização B, por seu turno, apresenta os seguintes valores em micro- metros:

(i) O valor de rugosidade da porção PMS 2 apresenta valores de substancialmente até 0,15 Rpk, 0,80 a 1 , 10 Rk e 2, 1 a 2,8 Rvk.

(ii) O valor de rugosidade da porção central 3 (denominada de meio na tabela) apresenta valores de substancialmente até 0,10 Rpk, 0,10 a 0,40 Rk e até 1 ,0 Rvk.

(iii) O valor de rugosidade da porção PMI 4 apresenta valores de substancialmente até 0,15 Rpk, 0,80 a 1 ,10 Rk e 2,1 a 2,8 Rvk.

Por fim, a terceira concretização C apresenta os mesmos valores da concretização A ou B no tocante aos três valores de rugosidade (também em mi- crometros), porém tem variação no ângulo dos recessos (canais) inerentes do procedimento de brunimento. Embora a literatura existente indique que maiores ângulos trazem um aumento do atrito, o que seria indesejável no meio do curso, estudos por simulação computacional realizados pelo inventor mostram que a variação de ângulo ao longo do curso visa trazer a vantagem adicional de com o ângulo menor (mais horizontal) no PMS, um maior retenção de óleo existe, uma vez que os recessos são perpendiculares ao movimento do pistão / anel. Já no meio do curso, o maior (mais vertical) ângulo dos recessos facilita o fluxo do óleo, contribuindo para diminuir tanto a espessura do mesmo como o atrito decorrente.

De maneira a comprovar as vantagens da presente invenção, a depositante efetuou uma série de estudos que analisam, comparativamente, o desempenho de uma camisa tal e qual a presente invenção em comparação com soluções convencionais, quais sejam, uma camisa na qual toda a superfície S apresenta rugosidade elevada (uma solução denominada 'plateau') e uma camisa na qual toda a superfície S apresenta rugosidade baixa (uma solução denominada 'slide').

Os estudos referem-se a um anel de compressão 10 e a uma camisa de ci- lindro para um motor que apresenta diâmetro de cilindro de 70,9 mm, curso de pistão de 75,6 mm, biela com 144 mm de comprimento, considerando uma rotação constante de 2000 rotações por minuto sob carga total e tendo como lubrificante óleo de especificação SAE 20W-50 com temperatura de 200°C.

A solução denominada 'plateau' (mais rugosa) tem como vantagem a formação de um filme espesso na superfície S, tendo como contrapartida o maior atrito, ao passo que a solução denominada 'slide' apresenta um atrito substancialmente mais reduzido porém tem como contrapartida um filme de óleo menos espesso, desvantajoso em situações de lubrificação marginal (boun- dary lubrication).

A presente invenção oferece as vantagens das soluções 'plateau' e 'slide' sem apresentar as respectivas desvantagens, unindo portanto o melhor de cada solução. Os estudos desenvolvidos pela depositante indicaram que a presente invenção garante um filme de óleo espesso na porção PMS 2, que proporciona uma redução de desgaste naquele ponto e, concomitantemente, uma baixa rugosidade na porção central que garante perdas por fricção (potência dissipada por fricção) mais reduzidas.

Particularizando, comparada com a solução 'plateau' (mais rugosa) a presente solução oferece uma redução de 15% nas perdas por fricção, que é substancialmente próxima à redução obtida pela solução 'slide' (redução de 21 %), ao mesmo tempo em que oferece uma espessura de filme na porção PMS 2 de 1 ,5 μητι, que é substancialmente o dobro daquela obtida pela solução 'slide' (0,7 pm).

O gráfico da figura 7 ilustra a espessura de filme de óleo variando em fun- ção do ângulo do virabrequim, considerando uma camisa de cilindro com rugosidade alta 'plateau', rugosidade baixa 'slide' e a tecnologia objeto da presente invenção. Vê-se claramente, a partir da análise desse gráfico, que o filme de óleo da solução da presente invenção é virtualmente idêntico ao filme de óleo proporcionado pela solução 'plateau' nos pontos de inversão de movimento do pistão (porções PMS 2 e PMI 3), representados no gráfico pelas marcações de ângulo de virabrequim 0°, 180°, 360°, 540° e 720°, ao passo que o filme de óleo é bastante reduzido na porção central 3, representada no gráfico pelas marcações de ângulo de virabrequim 90°, 270°, 450° e 630°, tal e qual a solução 'slide'.

O gráfico da figura 8, por seu turno, ilustra a potência dissipada por fricção variando em função do ângulo do virabrequim, considerando uma camisa de cilindro com rugosidade alta 'plateau', rugosidade baixa 'slide' e a tecnologia objeto da presente invenção. Vê-se ali, claramente, que a solução objeto da presente invenção oferece valores de potência dissipada por atrito bastante inferior à solução 'plateau' e praticamente idêntica à solução 'slide', sendo superior a ela apenas nas porções PMS 2 e PMI 4.

Esses resultados confirmam que a solução objeto da presente invenção oferece todas as vantagens das soluções 'plateau' e 'slide' sem a contrapartida das respectivas desvantagens.

Com o presente conjunto de deslizamento, além do aumento de durabilida- de do revestimento R do anel de pistão, há a redução de até 1 % no consumo de combustível do motor com ele equipado tendo em vista os estudos levados a cabo e descritos mais acima.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis varia- ções, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.