Campo da Invenção

[001 ] A presente invenção é aplicável à área da mecânica de motores de combustão interna no segmento automotivo e em outros correlatos, que usem motores de combustão interna, como motocicletas, motores estacionários, locomotivas, navios, equipamentos automotores militares ou civis, sendo também aplicáveis a quaisquer máquinas que trabalhem com compressão de fluídos que possam se beneficiar com a possibilidade de variação dinâmica da taxa de compressão.

[002] Mais precisamente, a presente invenção refere-se a um dispositivo eletromecânico, a ser incorporado ao projeto e a fabricação de motores de combustão interna, sendo o mesmo composto pela junção de dois mecanismos específicos, sendo o primeiro um elaborado mecanismo, denominado acionador dos excêntricos, o qual permite, através da movimentação desses excêntricos, alterar, sob comando de uma central de comando eletrónico, a posição relativa do virabrequim em relação ao ponto morto superior dos pistões, dentro do cilindro, aumentando ou diminuindo a taxa de compressão conforme necessidades do motor. O segundo mecanismo é o acoplador de rotação, formado por uma engrenagem de dentes internos, a coroa e um eixo com engrenagem de dentes externos, o pinhão, a ser aplicado em uma ou em ambas as extremidades do eixo virabrequim dos motores.

[003] A associação desses dois mecanismos, o acionador de excêntricos e os acopladores de rotação, formam o dispositivo de variação da taxa de compressão que viabiliza a variação dinâmica da taxa de compressão nos motores de combustão interna (e correlatos, referidos acima), a qual poderá ser modificada para atender às diferentes situações de alterações nas exigências dinâmicas do motor e no tipo dos combustíveis (álcool, gasolina, gás ou outros, e até combinações dos mesmos), propiciando maior rendimento do motor, em razão da adequação da taxa de compressão desse motor às características não só estáticas como as dinâmicas, de forma a providenciar melhoria substancial no desempenho desses motores. [004] Uma central de comando eletrónico, isolada ou integrada à central do veículo, será responsável pela análise dos parâmetros do motor (como o tipo ou tipos de combustíveis e sua dosagem, giros do motor, altitude, temperatura, necessidades de potência, entre outros) e pela aplicação dos comandos que irão escolher e aplicar a taxa de compressão de forma a ser obtido o melhor resultado para o motor.

Estado da Técnica

[005] Uma das características mais desejáveis e buscadas, por décadas, pelos projetistas de motores à combustão interna é exatamente a possibilidade de poder ser alterada a taxa de compressão desses motores, o que ensejou que inúmeras propostas fossem elaboradas visando a atender a esse objetivo. Porém, até o presente momento, poucos foram os fabricantes que, de fato, implementaram uma solução de variação dinâmica da taxa de compressão em seus motores de combustão interna, principalmente em razão das dificuldades e complexidade técnica para atender adequadamente a essa solução, além dela encarecer, exageradamente, o custo desses motores. Outro fator limitador refere-se à complexidade imposta à manutenção de tais motores, o que traz severa restrição à sua popularização e aplicação generalizada. Devido a esses fatores, nenhum fabricante ainda disponibilizou, efetivamente, uma tecnologia para variação dinâmica da taxa de compressão que seja simples, acessível ao público em geral, e de aplicação universal.

[006] Atualmente, o que se observa, é que a quase totalidade dos motores de combustão interna, mesmo os do tipo multicombustíveis, denominados de motores flexíveis, tem a taxa de compressão fixa, ou seja, a relação entre o volume interno máximo do cilindro e o volume mínimo, ou comprimido, não é alterada, mantendo-se constante durante todo o funcionamento do motor, independentemente das situações ou características de trabalho. Assim, o rendimento dos motores fica visivelmente comprometido e limitado por essa invariabilidade da taxa de compressão. Sabe-se, o rendimento obtido com os veículos multicombustíveis está longe do ideal, ficando abaixo do rendimento dos veículos monocombustíveis. Mesmo assim, os motores flexíveis atendem, adequadamente, ao que pede o mercado, atestado pela grande produção dos mesmos durante décadas. Porém, se o motor de combustão interna tiver a opção variação da sua taxa de compressão, haverá substancial melhoria no rendimento volumétrico desses motores (maior potência com mesmo volume dos cilindros e menor peso desses motores), economia de combustíveis com menor geração de poluentes, entre outras muitas vantagens.

[007] Na busca de anterioridades correlacionadas à presente invenção, foram encontrados processos de patentes propondo viabilizar a alteração da taxa de compressão em motores de combustão interna, com soluções que podem, à primeira vista, se assemelhar à presente invenção:

PI 9306645-7 A (Processo e dispositivo para ajustar a taxa de compressão de um motor de combustão interna) [30/06/1993];

PI 9607054-4 A (Motor de combustão interna do tipo de motor de êmbolo de movimento alternado com taxa de compressão variável [03/02/2005];

PI 0904014-5 A2 (Motor com taxa de compressão ajustável) [02/10/2009], de autoria dos mesmos inventores da presente invenção.

[008] Os processos de patentes acima propõem soluções para a variação da taxa de compressão pela alteração na posição dos pistões em relação ao ponto morto superior destes.

[009] De forma destacada, nenhuma das três técnicas acima apresenta um mecanismo integrado ao virabrequim que ofereça solução efetiva para o acoplamento das variações de rotação e translação do mesmo aos elementos externos, quais sejam, o eixo que aciona os comandos de abertura e fechamento das válvulas dos cilindros, bem como o eixo que é conectado ao flange do volante-motor. Essa ausência de um acoplamento adequado inviabiliza a aplicabilidade de todas as anterioridades citadas, desde que, sem um adequado acoplamento das variações (giro e translação do virabrequim), todas as tecnologias referidas ficam, na prática, incompletas e invalidadas para aplicação em motores reais, pois a simples alteração da posição do virabrequim não resolve a questão de implementação do dispositivo a um motor, pois estará faltando o correto acoplamento externo dessas variações.

[0010] Cabe também citar e analisar, com destaque, o pedido de patente dos mesmos inventores da presente invenção depositado em 30/01 /2018, n ^Q BR 102018002008-0. Ao contrário das demais tecnologias referidas acima, que não têm nenhuma similaridade com a presente invenção, este documento possui algumas similaridades, sendo que, diferentemente da presente invenção, ele faz uso de uma engrenagem intermediária com dentes internos, o que é o elemento base deste documento.

[001 1 ] Foram ainda encontrados documentos de outros países que, à semelhança dos demais citados acima, também podem levar a entender que se trata de soluções equivalentes à da presente invenção:

EP1380739A1 (JULY 9, 2003 - COMPRESSION RATE CONTROL

APPARATUS AND METHOD FOR SPARK IGNITION INTERNAL

COMBUSTION ENGINE);

US7185615 (APR. 1 1 , 2003 - VARIABLE STROKE ENGINE).

US20070034186 (BEHIND 9, 2006 - VARIABLE MOTOR

DISPLACEMENTMENT/COMPRESSION);

US20070245992 (MAY 30, 2007 - VARIABLE DISPLACEMENT/

COMPRESSION MOTOR);

[0012] As anterioridades listadas acima foram separadas de um extenso conjunto, por serem as que mais se aproximam da tecnologia proposta pela presente invenção, sendo que nenhum destes documentos oferece uma solução completa para acoplar as variações da posição do virabrequim a eixos externos, o que foi plenamente resolvido pelo dispositivo da presente invenção.

[0013] Com efeito, a fabricante japonesa Nissan Motor Company anunciou, em 2017, que iria lançar, um veículo equipado com motor com dispositivo que permitiria trabalhar com Taxa de Compressão Variável, projetado pela sua subsidiária Infiniti, conforme publicação constante da revista Quatro Rodas no endereço https://quatrorodas.abril.com.br/noticias/novo-motor-com- taxa-decompressao-variavel-pode-salvar-os-motores-flex/#, de 22/1 1 /2017. Tal lançamento, de fato, ocorreu (https://www.infinitiusa.com/crossover/qx50/). A proposta da Nissan tem méritos, principalmente por ter sido a primeira a partir para a comercialização. No entanto, a alta complexidade de seu motor poderá aumentar, em muito, os custos com sua manutenção. Tal lançamento, porém, vem comprovar a aplicabilidade comercial de se tornar variável a taxa de compressão dos motores de combustão interna, sendo esta solução técnica algo que tem sido intensamente buscada, pois representa um importante e compensador avanço, mesmo se trouxer mais complexidade e o inevitável encarecimento do projeto e dos veículos. No motor da Nissan, a taxa de compressão é variada pela alteração da posição do pistão através de um jogo de articulação que atua como balança, diretamente na posição da biela. O excêntrico não atua diretamente no virabrequim (como na presente invenção), mas na posição de uma haste que fica no lado oposto à biela. Assim, na solução da Nissan, para cada pistão, irão se movimentar, conjuntamente, uma biela, uma balança e uma haste ligada aos excêntricos, além do próprio virabrequim. Nessa solução, e na maioria das outras propostas, há o aumento expressivo no número de peças que executam movimentos associados aos pistões e às bielas, o que implica em maior peso dinâmico no motor, sendo que uma recomendação técnica comum é a redução desses pesos, para que o balanceamento do motor fique menos crítico, mais eficiente e menos sujeito a eventuais defeitos.

[0014] Analisando as soluções que o estado da técnica apresenta para atender a casos específicos, através da atual e tradicional fabricação de motores de combustão interna que usam apenas a taxa de compressão fixa, verifica-se que visam a atender às duas seguintes situações, ainda que, nelas, persista o comprometimento do rendimento do motor:

1 Motores monocombustíveis, onde, para cada tipo de combustível, gasolina, diesel, álcool, gás ou quaisquer outros, usa-se uma taxa de compressão correspondente fixa que seja a que proporcione o melhor rendimento médio para esse motor. Mas, não basta que essa taxa de compressão fixa seja bem escolhida para que o rendimento seja máximo, pois existem outros parâmetros onde as exigências do motor mudam, por exemplo, se ele está em regime de baixa ou alta rotação, em regime de baixa ou alta aceleração, entre outros. Nesses casos, a taxa de compressão fixa deixa de ser a solução ideal, pois não se adéqua às variações das necessidades dinâmicas do motor.

2 Motores multicombustíveis ou flex, atualmente muito comuns no Brasil, por exemplo, para gasolina e álcool, onde a taxa de compressão fixa é escolhida entre valores que atendem apenas medianamente tanto ao uso de gasolina quanto ao de álcool, ou outros combustíveis, ou mesmo à mistura de combustíveis. Tais motores estão numa situação desvantajosa, em termos de rendimento, se comparados aos motores monocombustíveis citados no item anterior, pois a taxa de compressão efetiva estará bastante longe do ideal para cada combustível. Como ilustração, verifica-se que a taxa de compressão da gasolina situa-se entre 8:1 a 10:1 , ao passo que a do álcool é mais alta, entre 12:1 a 15:1 . Os motores flexíveis usam um valor médio, por exemplo, por volta de 1 1 :1 . Essa concessão tem como objetivo permitir a escolha, pelo usuário, de variados combustíveis ou mistura deles, conforme a disponibilidade de cada um. É a troca do melhor rendimento médio pela versatilidade.

[0015] Ambas as propostas do parágrafo anterior, portanto, tecnologicamente falando, estão longe de serem as ideais, o que justifica a busca incessante por uma solução que permita que a taxa de compressão seja ajustada de forma a atender não só à questão do tipo de combustível ou combustíveis empregados e suas misturas, mas, também, às complexas questões das exigências dinâmicas do regime de funcionamento dos motores de combustão interna.

[0016] Apesar da tecnologia dos motores de combustão interna ser bastante conhecida e explorada há mais de um século, mesmo com a inevitável chegada de veículos elétricos ou outras tecnologias, eles ainda terão mercado expressivo por algumas décadas, comportando ainda a pesquisa de novos melhoramentos. Existem muitos fatores que ainda justificam a busca de melhorias nos motores de combustão interna, entre os quais, citamos:

[0017] Estima-se que a adoção, em alta escala, de veículos totalmente elétricos somente ocorrerá entre 2035 e 2040, especialmente na Europa. Outros países têm previsão mais longa ou ainda estão sem previsão.

[0018] Motores de grande porte, como os de caminhões, locomotivas, navios, estacionários e outros demorarão a migrar, totalmente, para o tipo elétrico. [0019] A Revista Quatro Rodas noticiou que a Fiat Brasil investirá forte em um novo motor 100% a álcool, (https://quatrorodas.abril.com.br/noticias/motor- turbo-a-alcool-da-fiat-deve-usar-hidrogenio-e-ignicao-por-pl asma/, março de 2020), indicando haver futuro para esses motores a combustão interna.

[0020] Especialistas em geração de energia elétrica temem que o sistema elétrico global não suporte um acréscimo tão violento no consumo de energia elétrica, como o necessário para atender a uma planta de milhões de veículos elétricos e híbridos, cada um requerendo entre 20 a 100 quilowatts-hora, diariamente, para recarga das suas baterias.

Sumário da Invenção

[0021 ] Pretende-se, com a presente invenção, solucionar as deficiências do estado da técnica apontados acima, bem como atender a alguns requisitos fundamentais, quais sejam:

a) viabilizar a variação da taxa de compressão dos motores de combustão interna;

b) adotar soluções tecnicamente simples e,

c) viabilizar sua produção com custos relativamente baixos, ensejando seu uso amplo, inclusive em motores de baixo custo, favorecendo, significativamente, não só o mercado automobilístico, mas todo e qualquer segmento que use motores de combustão interna, como o de motores estacionários, motos, caminhões, geradores, navios, e correlatos.

[0022] Cabe destacar que o dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, também faz a alteração da posição dos pistões para variar a distância dos mesmos ao cabeçote, para mudar, através de excêntricos, a taxa de compressão dos motores a combustão interna, porém, essa alteração atua na posição dos virabrequins, através de engrenagens associadas a esses excêntricos que, por sua vez, são movimentadas através de outras engrenagens solidárias a um eixo, que é movimentado até a posição escolhida pela central eletrónica, através de um motor de passo ou servomotor.

[0023] Assim, a presente invenção tem, como fundamento principal, a inclusão de uma engrenagem de dentes internos numa ponta ou em ambas as pontas do próprio virabrequim ou, de forma opcional, nos elementos associados à extremidade do virabrequim, como o flange de apoio do volante ou a polia associada à espiga do virabrequim, através das quais poderão ser acionados os elementos externos associados ao motor, como o eixo de comando, a bomba d’água, o ar condicionado, o alternador ou quaisquer outros elementos. Assim, na presente invenção, se muda, substancialmente, a base técnica e o projeto dos acopladores e reduz-se a quantidade de elementos destes que estarão associados direta ou indiretamente ao virabrequim, obtendo também, maior durabilidade mecânica do conjunto.

[0024] Como já dito, de forma diferenciada e factível, a proposta desta invenção poderá, em casos específicos, diferentemente de todas as demais propostas de variação da taxa de compressão já conhecidas, ser também aplicada aos motores em uso ou já disponíveis no mercado, através da oferta de kits específicos, pela indústria de autopeças, o que potencializa sua utilidade para um mercado composto por parte da atual e futura frota, de mais de 1 bilhão de veículos com motores de combustão interna, mercado esse que ainda existirá por longo tempo. Essa oferta de kits será importante para que quem não tenha recursos para adquirir veículos elétricos novos modernizem seus próprios veículos.

[0025] O uso da invenção abrirá mercado para o fornecimento das peças de reposição para os veículos novos e os adaptados, por várias décadas.

[0026] A adoção da solução apresentada nesta invenção redundará também em importantes ganhos indiretos, como menores níveis de poluição ambiental e, em razão do maior rendimento volumétrico desses novos motores de combustão interna, os mesmos poderão ser fabricados em menores tamanhos, oferecendo potência que poderá estar até acima das oferecidas pelos motores que usam a atual tecnologia, com menor uso de materiais, reduzindo, portanto, o custo de sua fabricação e comercialização, além de favorecer, com isso, o meio ambiente.

[0027] A rigor, não se identifica nenhuma coincidência da solução aqui delineada com quaisquer outras citadas, desde que a presente invenção se refere a um dispositivo que contém um mecanismo para promover alterações na posição do virabrequim através de excêntricos, para variar a distância entre o pistão e o cabeçote, junto a outro mecanismo que provê a correta adaptação dessas variações aos elementos externos ao virabrequim, através de um ou mais elementos acopladores, formado, cada um, por duas engrenagens, uma de dentes internos e outra de dentes externos, cujos funcionamentos serão melhor detalhados adiante.

Breve Descrição das Figuras

[0028] A Figura 1 apresenta, em corte, um exemplo típico, de motor tradicional de combustão interna com Taxa de Compressão Fixa média.

[0029] As Figuras 2A e 2B apresentam, em corte, dois motores de combustão interna, ambos com Taxas de Compressão fixas, onde se podem visualizar as câmaras de combustão com volumes diferentes.

[0030] A Figura 3 mostra, em destaque, as peças internas móveis de um típico motor de combustão interna, para melhor entendimento da posterior inclusão do dispositivo da presente invenção.

[0031 ] A Figura 4 mostra as partes do motor de combustão interna referido nas figuras anteriores, especialmente as da Figura 3, com uma das possíveis aplicações do dispositivo da presente invenção.

[0032] A Figura 5, dividida em 3 (três) fases, mostra o funcionamento do acoplador de rotação de acordo com a presente invenção.

[0033] A Figura 6 representa, em 3 (três) fases, numa disposição aqui denominada direta do acoplador de rotação de acordo com a presente invenção.

[0034] A Figura 7 representa, em 3 (três) fases, numa disposição aqui denominada indireta do acoplador de rotação de acordo com a presente invenção.

[0035] A Figura 8 ilustra as peças essenciais do dispositivo de acordo com a presente invenção.

[0036] A Figura 9 mostra apresentações diferentes das semi-engrenagens mestras da presente invenção.

[0037] As Figuras 10-1 e 10-11 mostra, respectivamente, a posição do eixo das engrenagens intermediárias colocada lateralmente no motor e em relação às semi-engrenagens mestras; e as semi-engrenagens mestras em separado da engrenagem intermediária.

[0038] As Figura 1 1 a 14 mostram várias visões explodidas dos mecanismos e suas principais peças.

[0039] A Figura 15 apresenta uma possível variante de aplicação do dispositivo de acordo com a presente invenção.

[0040] A Figura 16 apresenta outra possível variante de aplicação do dispositivo da presente invenção

[0041 ] A Figura 17 apresenta duas variantes para a disposição direta no lado do volante-motor.

[0042] A Figura 18 apresenta duas variantes para a disposição indireta no lado do volante-motor.

[0043] A Figura 19 mostra um motor de combustão interna mais completo, com a inclusão do dispositivo de variação da taxa de compressão na disposição direta.

[0044] A Figura 20 mostra uma concretização alternativa do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[0045] A Figura 1 apresenta, em corte, um exemplo típico, de motor tradicional de combustão interna com taxa de compressão fixa média, por exemplo, de um motor flexível, para comparação das mudanças propostas nesta invenção, sendo: (1 ) bloco do motor; (2) parte inferior do bloco do motor com os mancais do virabrequim; (3) cabeçote do motor; (4) eixo de comando das válvulas; (5) tampa do cárter; (6) entradas ou saídas da mistura de combustível; (7) corpos dos cilindros do motor; (8) pistões ou êmbolos; (9) bielas dos pistões; (10) eixos dos pistões; (1 1 ) eixos da biela (moente), no virabrequim; (12) eixo do virabrequim (munhão); (13) casquilhos do virabrequim; (14) contrapesos do virabrequim; (15) câmaras de combustão; (16) calços do virabrequim; (17) retentores do virabrequim; (18) volante-motor. Em (19) colocou-se uma elipse que faz uma delimitação, num motor tradicional, onde será feita a aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo coma presente invenção. [0046] As Figura 2a e 2B apresentam, em corte, dois motores de combustão interna, ambos com taxas de compressão fixas, onde se podem visualizar as câmaras de combustão, sendo que o seu tamanho (pequeno) exemplifica, no primeiro motor (figura 2a), a taxa de compressão alta e no segundo (figura 2b) (maior), a taxa de compressão baixa as indicações numéricas são: (15a) câmara de combustão com taxa de compressão alta; (15b) câmara de combustão com taxa de compressão baixa. As indicações numéricas restantes referem-se às mesmas partes do motor da Figura 1 .

[0047] A Figura 3 apresenta, em destaque, as peças internas móveis de um típico motor de combustão interna, para melhor entendimento da posterior inclusão do dispositivo de acordo com a presente invenção. Tais peças são as principais para a definição da taxa de compressão, ou seja, os pistões (8), junto aos cilindros (7) na figura 1 , aqui não representados para visualização separada dos pistões (8); as bielas (9) e o eixo (munhão) do virabrequim (12). as demais referências numéricas já foram citadas na figura 1 , sendo (20) o pinhão do virabrequim (12) e (21 ) o flange (disco) de conexão do virabrequim (12, que identifica também seus“munhões” ou suportes) ao volante do motor (18 na figura 1 ) e (1 1 ), o eixo da biela (moente), responsável pela transmissão dos movimentos dos pistões (8) ao virabrequim (12).

[0048] A figura 4 exibe as partes do motor de combustão interna referido nas figuras anteriores, especialmente as da Figura 3, com uma das possíveis aplicações do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, já agregado ao referido motor. As partes do motor que não serão alteradas não foram mostradas, para melhor visualização e entendimento da inclusão do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção. Pode-se identificar, no acionador de excêntricos: as engrenagens mestras (30) vazadas, acionadas por engrenagens intermediárias (31 ), cujo eixo (33) está disposto abaixo do virabrequim (12), porém, são possíveis quaisquer outras posições. O eixo (33) das engrenagens impulsoras (31 ) será acionado pelo eixo (34) do motor de passo ou servomotor (35), que será controlado por uma central de comando eletrónico (37). em (28) temos os excêntricos, dentro do qual o virabrequim (12) irá se movimentar (giro e, às vezes, translação). Esses excêntricos (28) terão movimento solidário às engrenagens mestras (30), para que (28) assumam a posição determinada pela central de comando eletrónico, através do motor de passo ou servomotor (35). Saliente-se que os excêntricos irão se movimentar apoiados em mancais, a serem apresentados em figuras posteriores. Assim, ao serem movimentados em translação, os excêntricos (28) irão impor ao virabrequim (12) e agregados, posições que farão com que os pistões (8) determinem qualquer taxa de compressão, de baixa a alta, incluindo as posições intermediárias para que os giros do virabrequim (12) sejam transferidos adequadamente aos elementos externos, como ao volante-motor (18) e ao eixo de comando (4 na figura 1 ), torna-se necessário que os movimentos de translação do virabrequim (12) não sejam transferidos, mas isolados. O elemento ou mecanismo responsável por essa função, talvez a mais importante do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, é o acoplador de rotação (36/36’, a ser melhor detalhado em outro parágrafo), cuja função é transferir as rotações do virabrequim (12) para os elementos externos do motor [por exemplo, volante-motor (18) e engrenagem da correia dentada (29)], sem transferir as suas translações, impostas pelos excêntricos (28). Caso não fosse usado o acoplador de rotação (36/36’), a invenção ficaria inutilizada, pois as rotações do virabrequim (12) não seriam transferidas, por exemplo, ao volante-motor (18) e, desse à caixa de câmbio e às rodas motrizes; em suma, a invenção seria inútil. Na Figura 4, pode-se constatar que, nesse exemplo de aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, existem dois acopladores de rotação (36/36’), sendo um deles formado pelo conjunto da coroa (26) e do pinhão (22), conectado ao volante-motor, e o outro, formado pelo conjunto da coroa (27) e do pinhão (23), conectado à engrenagem dentada (29). As coroas (26/27) giram em casquilhos ou bronzinas (13), apoiadas em mancais (2), a serem mostrados em Figuras posteriores. Os rolamentos (32) do eixo (33) podem ser substituídos por mancais, conforme opção do projetista.

[0049] A figura 5, dividida em 3 (três) fases, mostra o funcionamento do acoplador de rotação (36 ou 36’), formado pela coroa (26 ou 27) e pelo pinhão (22 ou 23). em (I) podemos identificar os principais elementos do acoplador de rotação (36 ou 36’). Os números (22/23) e (26/27) indicam, respectivamente, os pinhões e as coroas; as letras (a e b) indicam os movimentos de rotação das engrenagens; a letra (c) indica o movimento de translação do virabrequim (12 na figura 4), imposto aos pinhões (22/23). Como se pode observar, quando os pinhões (22/23) giram, impõem giro solidário, de mesmo sentido (setas a e b) às coroas (26/27). Na Figura 5-I vê-se que os pinhões (22/23) estão em sua posição mais baixa, indicando que o virabrequim (12 na figura 4) está impondo, aos pistões (8 na figura 4) exercerem uma taxa de compressão baixa, por exemplo, de 8:1 . Na Figura 5-II, vê-se que os pinhões (22/23) foram movimentados cerca de 90 ^Q para cima, por imposição do mecanismo que translada o virabrequim (12) através dos excêntricos (28). Como o virabrequim (12) permanece girando durante o funcionamento do motor, os pinhões (22/23) continuarão, em sua subida à nova posição, impondo giro solidário, de mesmo sentido, às coroas (26/27), porém, como esta nova posição é mais alta em relação à anterior, o conjunto estará produzindo, através dos pistões (8 na figura 4) uma taxa de compressão intermediária, por exemplo, de 12:1 . Finalmente, a Figura 5-III, mostra que os pinhões (22/23) assumiram a posição mais alta, também por imposição do virabrequim (12), produzindo assim, no motor, devido à posição imposta aos pistões (8) uma taxa de compressão alta, por exemplo, de 16: 1 . Enquanto o motor estiver em funcionamento, independentemente de qual taxa de compressão esteja sendo aplicada, os pinhões (22/23) e as coroas (26/27) estarão girando solidárias e sempre em mesmo sentido (setas a e b). Como se pode observar na Figura 5-III, a seta C está em sentido oposto (descendo) ao das posições das Figuras I e II. A razão disso é que a excursão dos pinhões (22/23) se dá apenas num limite de 180 ^Q , indo da taxa de compressão baixa à alta. Ao passar da taxa de compressão alta para a intermediária, os pinhões serão movimentados para baixo, podendo assumir quaisquer posições ou taxas de compressão intermediárias, por exemplo, 15:1 , 13:1 , 1 1 :1 , etc. Cabe enfatizar que, para que o movimento do virabrequim (12), imposto pelas fortes explosões sobre os pistões, se oponha à movimentação dos excêntricos (28 na figura 4), é conveniente que o movimento de translação dos mesmos, em direção à taxa de compressão alta, quando a pressão interna no topo dos pistões (8) será máxima, seja de mesmo sentido que o giro do virabrequim (8), para que o próprio movimento do virabrequim (8) auxilie os excêntricos (28) nesse movimento. Por outro lado, quando os excêntricos (28) estiverem“descendo” de uma taxa de compressão mais alta para uma mais baixa, eles serão auxiliados, nessa descida, pelo peso do próprio virabrequim (12) e pela menor pressão sobre os pistões (8).

[0050] A Figura 6 representa, em 3 (três) fases, numa disposição aqui denominada direta (que é a mais simples e factível), caracterizada pelas coroas (26/27) do acoplador de rotação (36/36’ dentro do círculo branco) estarem diretamente montadas no volante-motor (18, o flange 21 está implícito) ou na polia dentada (29), impondo-lhes idêntico giro, incluindo o sentido. Como explicitado na Figura 5, o acoplador (36/36’), composto das coroas (26/27) e dos pinhões (22/23), está, na figura 6-I, na posição de taxa de compressão baixa na figura 6-II os pinhões (22/23) determinam uma posição de taxa de compressão intermediária, já que poderá ser qualquer valor entre a taxa de compressão alta e a baixa. Finalmente, na figura 6-III os pinhões (22/23) estão na parte superior da translação do virabrequim (12), determinando a taxa de compressão alta. Como o volante-motor irá girar continuamente, independentemente da taxa de compressão escolhida pela central de comando eletrónico (37), a força-motriz produzida pelo motor de combustão interna contendo o dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, funcionará como um motor convencional, mas, usufruindo das vantagens que o citado dispositivo oferece, como maior rendimento e menor poluição.

[0051 ] A Figura 7 mostra, também em 3 (três) fases, numa disposição aqui denominada indireta, que é menos simples e menos recomendável que a disposição direta, apresentada na figura 6, caracterizada pelas coroas (26/27) estarem montadas do lado do virabrequim (12). Essa montagem das coroas (26/27) do lado do virabrequim (12), por elas terem diâmetro bem maior que os pinhões (22/23), apresenta dificuldades que tornam a disposição indireta desvantajosa em relação à disposição direta. Na Figura 7-I identifica-se o Flange (21 ) do volante-motor (18) ou a polia dentada (29), aos quais, nesta disposição, estão ligados os pinhões (22/23). Assim, as coroas (26/27) estarão montadas e solidárias ao virabrequim (12) em suas extremidades. Em razão da união das coroas (26/27) ao virabrequim, serão elas que, além da rotação, sofrerão movimentos de translação, exatamente igual ao virabrequim (12). Neste caso, para que o acoplador de rotação (36/36’) funcione corretamente na disposição indireta, os pinhões (22/23) irão apenas ter movimento de rotação e nunca de translação. Isto pode ser observado nas fases (I, II e III) mostradas nesta figura, desde que esses pinhões permanecem posicionados no centro do volante-motor (18) ou da polia dentada (29). Porém, pode-se ver, na Figura 7-I, que no acoplador de rotação (36/36’), as coroas (26/27) sofrerão rotação e translação, de forma solidária ao virabrequim (12), ao qual estão diretamente ligados. Também, pode-se observar, na Figura 7-I, que as coroas (36/36’) estão, como o virabrequim (12), na posição inferior correspondente à taxa de compressão baixa. Na Figura 7-II, houve translação das coroas (26/27) para a posição de taxas de compressão intermediárias, sem prejuízo das devidas rotações, que imporá aos pinhões (22/23) rotações que serão transmitidas ao volante-motor e à polia dentada. O mesmo ocorrerá na Figura 7-III, onde as coroas (26/27) do acoplador de rotação (36/36’), assim como o virabrequim (12) estarão na posição superior, correspondente à taxa de compressão alta. Verifica-se que os movimentos de translação do acoplador de rotação (36/36’) não interferirão na rotação do volante-motor (18) e da polia dentada (29). Como observação importante, cabe salientar que a disposição indireta apresenta outras dificuldades de implementação, além da montagem das coroas (26/27) no virabrequim mas, a principal, refere-se ao fato de que, nesta disposição, as engrenagens de maior diâmetro (e, consequentemente, com mais dentes), as coroas (26/27), é que irão acionar os pinhões, que têm diâmetro menor (e menos dentes), o que não é tecnicamente recomendável. Esta disposição foi colocada neste relatório para dar cobertura mais ampla a esta invenção, dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção.

[0052] Na figura 8, peças essenciais do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, assim como os conjuntos acopladores (36/36’), as denominadas engrenagens mestras (30), pertencentes ao mecanismo acionador de excêntricos, podem ser fabricadas em variadas versões e formatos, porém, sempre visando a atender à função de impor movimentos de translação aos excêntricos (28), ao qual estarão rigidamente unidas, tendo em vista que suportarão, com os mesmos, todas as pressões, tensões e movimentos do virabrequim (12). Algumas das possíveis versões das engrenagens mestras (30) serão mostradas nas figuras 8, 9 e 10. nesta figura 8 vemos, em (I), a versão de uma engrenagem mestra (30), construída na forma lisa, isto é, sem furos, cuja fabricação é mais simples que as engrenagens vazadas. Para permitir a sua montagem no meio do virabrequim (12), em munhões internos, torna-se necessário que as engrenagens mestras (30) sejam divididas em duas partes, ficando como semi-engrenagens mestras (30a e 30b). Para garantir o perfeito acoplamento entre as semi-engrenagens mestras (30a) e as engrenagens intermediárias (31 ), convém que os dentes das semi- engrenagens mestras (30a) avancem, pelo menos, um dente em cada lado da mesma. Do lado oposto das semi-engrenagens (30a) vê-se a parte de suporte (30b), que a prende aos munhões, através dos excêntricos (28), aqui também dividido em duas partes (28a e 28b), podendo serem observados parafusos de fixação (30e) do suporte (30b). Em (II) está uma vista lateral, em perspectiva, onde se pode melhor observar o excêntrico (28), rigidamente fixado às partes das semi-engrenagens mestras (30a e 30b). Vale salientar que os parafusos de fixação (30e) podem ser substituídos por pinos internos de fixação entre as duas partes dos excêntricos (28a e 28b), bem como das partes das semi-engrenagens (30a e 30b). Vale dizer que os casquilhos (13), apoiados pelos mancais (2) e seus calços (16), a serem mostrados em figuras posteriores, colaborarão para manterem os excêntricos e as respectivas semi-engrenagens mestras (30a e 30b) na posição correta.

[0053] Na Figura 9, são mostradas apresentações diferentes das semi- engrenagens mestras (30c e 30d), onde, em (I) se empregam engrenagens vazadas, porém, formando uma engrenagem vazada completa. As engrenagens lisas (como na figura 8) também podem ser construídas em formato inteira. Na figura 9-I colocou-se pinos de fixação (30f) para manter as semi-engrenagens (30c e 30d) unidas, abraçando, firmemente, através dos excêntricos (28a e 28b), os munhões do virabrequim (12). Na figura 9-II vemos a mesma engrenagem formada pelas semi-engrenagens (30c e 30d), numa perspectiva lateral, onde pode-se ver, claramente, o excêntrico (28) se projetando para fora do conjunto de semi-engrenagens (30c e 30d). A parte cilíndrica visível do excêntrico (28), à direita, é exatamente onde se apoiarão as bronzinas (13), que serão apoiadas firmemente pelo mancai (2) e o respectivo calço de mancai (16), a serem apresentados, detalhadamente, em figuras posteriores. Na figura 9-III pode-se identificar, na parte de cima do conjunto de semi-engrenagens mestras (30c e 30d), que alguns dentes foram eliminados, pois haverá uso de pouco mais que a metade dos dentes, tornando desnecessário que todos estejam disponíveis. Apesar de empregar mais material, as semi-engrenagens (30c e 30d) completas, (figuras 9-I e 9-II) são mais versáteis, pois têm como vantagem poderem ser empregadas com eixos (33) de engrenagens intermediárias (31 ) em quaisquer posições, desde que devidamente controladas pela central de comando eletrónico (37).

[0054] Na Figura 10-1 pode-se verificar que a posição do eixo (33) das engrenagens intermediárias (31 ) está colocada lateralmente no motor e em relação às semi-engrenagens mestras. Esta montagem, na prática, não altera o resultado da Invenção, mostrando que são possíveis diversas posições para esse eixo (31 ), desde que se cuide para que as semi-engrenagens mestras (30c e 30d) posicionem corretamente os excêntricos (28), como pode ser observado nesta figura. Aqui o excêntrico (28) está impondo uma taxa de compressão intermediária (ou média); se as semi-engrenagens (30a e 30d) forem giradas no sentido dos ponteiros do relógio (ou seja, para a direita) até o final dos dentes (os que aparecem inicialmente na figura na parte superior), o virabrequim (12) assumirá a posição mais alta, gerando a taxa de compressão alta; por outro lado, ao girar no sentido oposto aos ponteiros do relógio (isto é, para a esquerda) até o final dos dentes (os que aparecem inicialmente na figura na parte inferior), o virabrequim (12) assumirá a posição mais baixa, gerando agora a taxa de compressão baixa. A Figura 10-11 apenas mostra as semi-engrenagens mestras (30c e 30d) em separado da engrenagem intermediária (31 ).

[0055] Na figura 1 1 , para melhor visualização e entendimento da presente Invenção, serão mostradas várias visões explodidas dos mecanismos e suas principais peças, em quatro disposições, nas Figuras 1 1 , 12, 13 e 14. As numerações em todos os desenhos são as mesmas, o que facilitará a identificação das partes e suas comparações. As Figuras 1 1 e 12 são da mesma disposição do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, denominada direta [ou seja, as coroas (26/27) não estão no virabrequim (12)], podendo identificar-se, em ambas as figuras, como partes novas em representação, os mancais (2), as bronzinas (1 3), os calços dos mancais (16), lembrando que os acopladores de rotação, são compostos das coroas (26/27) e dos pinhões (22/23), sendo que, nesta disposição direta, as coroas (26/27) estão unidas, respectivamente, ao flange (21 ) do volante-motor (18) e ao flange (25) da polia dentada (29). Observando-se a posição dos pinhões (22/23) nos excêntricos (28) e das engrenagens mestras (30), à frente, constata-se, nesta figura 1 1 , que corresponde à posição em taxa de compressão alta, observando que os pinhões (22/23) estão posicionados na parte superior das coroas (26/27).

[0056] Na figura 12, em relação Figura 1 1 (a anterior), as numerações são as mesmas, assim como a disposição dos acopladores de rotação (36/36’), que é a disposição direta. Porém, na Figura 12, pode-se constatar que as engrenagens mestras (30) giraram 180 ^Q , no sentido dos ponteiros do relógio, ficando atrás, fazendo com que os excêntricos (28) assumam a posição mais inferior, correspondente à taxa de compressão baixa, observando que, agora, os pinhões (22/23) estão posicionados na parte inferior das coroas (26/27).

[0057] Na figura 13, em relação às Figuras 1 1 e 12, as numerações continuam as mesmas, exceto nos acopladores de rotação (36/36’), que agora têm as coroas (26727’) nas extremidades do virabrequim (12), sendo esta a disposição indireta. Assim, os pinhões (22723’) assumem as conexões com o flange (21 ) do virabrequim (12) e o flange (25) da polia dentada (29), sendo que as engrenagens mestras (30) estão posicionadas à frente, e a posição dos excêntricos (28) é a superior, o que corresponde à taxa de compressão alta. Diferentemente ao observado na Figura 1 1 , os pinhões (22723’) estão agora se encontram na parte inferior das coroas (26727’). [0058] Na Figura 14, as numerações são as mesmas da figura 13, assim como os acopladores de rotação (36/36’), que têm as coroas (26727’) posicionadas nas extremidades do virabrequim (12). Esta é também uma disposição indireta nesta figura as engrenagens mestras (30) foram para trás, levando os excêntricos e, em consequência, o virabrequim (12) à parte inferior, correspondente à taxa de compressão baixa. Nesta disposição os pinhões (22723’) assumem a parte superior das coroas (26727’). Cabe ressaltar que, tanto na disposição direta (figuras 1 1 e 12) quanto na disposição indireta (figuras 13 e 14), existe a possibilidade de ser assumida quaisquer taxas de compressão entre a baixa (menor) e a alta (maior), bastando que o motor de passo ou servomotor (35) imponha o movimento adequado, ao ser acionado, para isso, pela central de comando eletrónico (37).

[0059] A Figura 15 apresenta uma possível variante de aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção onde haverá apenas um acoplador de rotação (36) formado pela coroa (26) e pelo pinhão (22), instalados no lado do volante-motor (18). Para melhor visualização, o mecanismo acionador dos excêntricos está mostrado abaixo, separado do virabrequim (12), vendo-se os excêntricos (28) com as engrenagens mestras (30), junto às engrenagens intermediárias (31 ) e seu eixo (33). No virabrequim (12), podem ser vistos todos os munhões (locais onde os excêntricos (28) serão instalados). Constata-se que esta é uma disposição direta, pois a coroa (26) está acoplada ao flange (21 ) do volante-motor. Do lado da polia dentada (29) não há nenhum acoplador de rotação (36’), estando a mesma unida diretamente ao virabrequim (12). Com isto será necessário providenciar um dispositivo especial, composto de esticadores de correias motrizes, que permita à correia dentada acompanhar os movimentos de translação dos excêntricos (28) e, ao mesmo, tempo, receber, da polia dentada (29), os movimentos de rotação do virabrequim (12). Tal dispositivo não será abordado no presente relatório. Finalmente, observa-se, nesta figura, que esta disposição direta está produzindo a taxa de compressão alta, pois os excêntricos (28) e o virabrequim (12) estão em sua posição superior. Verifica-se que o único pinhão (22) irá se posicionar dentro da coroa (36) em sua parte superior. [0060] A Figura 16 apresenta outra possível variante de aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção onde também há apenas um acoplador de rotação (36’) formado pela coroa (26’) e pelo pinhão (22’), na disposição indireta, pois a coroa (26’) está unida ao virabrequim (12) e o pinhão (22’) está unido ao flange (21 ) do volante- motor (18). De forma idêntica à Figura 15, o mecanismo composto pelos Excêntricos (8), pelas semi-engrenagens (30), pelo eixo (31 ), além do motor de passo ou servomotor (35), está apresentado em separado do virabrequim (12) para melhor visualização. Também aqui será necessário o dispositivo citado na Figura 15, que permita que a polia dentada (29) acompanhe os movimentos de translação dos excêntricos (28), sem prejuízo à transmissão dos movimentos de rotação. Nesta Figura, o conjunto produz a taxa de compressão alta, pois o virabrequim (12) está em sua posição superior. Verifica-se que o único pinhão (22’) irá se posicionar dentro da coroa (26’) em sua parte superior.

[0061 ] Na figura 17, visando abordar o máximo possível de opções de aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, esta Figura apresenta duas variantes para a disposição direta no lado do volante-motor, onde a coroa (26) está montada no flange (21 ) do volante-motor (18) e o pinhão (22) está na extremidade do virabrequim. Mas, na extremidade oposta do virabrequim (12), onde se localiza o flange (25) da polia dentada (29), poderá ser montada, opcionalmente, em duas versões, quais sejam:

I - Disposição direta-direta ou, simplesmente, direta. Em associação à lente A da Figura 17, vemos que a coroa (26/27) está montada, respectivamente, no flange (21 ) do volante-motor (18) e no flange (25) da polia dentada (29); o pinhão (22/23) está montado em ambos os lados do virabrequim (12).

II - Disposição direta-indireta: Analisando com a lente B da Figura 17, vemos que, como no item (I) anterior, o acoplador de rotação (36), do lado do volante-motor (18) está na versão direta, com a coroa (26) unida ao flange (21 ) do volante-motor (18) e o pinhão (22) do lado do virabrequim (12), mas, no lado oposto do virabrequim (12), a coroa (27’) passa a estar no lado do virabrequim (12) e o pinhão (23’) está no flange (25’) da polia dentada (29). Apesar da disposição direta pura ser a mais recomendada, torna-se necessário mostrar outras opções, para cobrir eventuais variantes desta Invenção.

[0062] Na Figura 18, continuando a abordagem de variações de opções de aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, esta Figura apresenta também duas variantes, sendo que, agora, do lado do volante-motor (18), está a disposição indireta, onde o pinhão (22’) está montado no flange (21 ) do volante-motor (18) e a coroa (26’) está montada na extremidade do virabrequim (12). A extremidade oposta do virabrequim (12), onde se localiza o flange (25/25’) da polia dentada (29), poderá também ser montada, opcionalmente, em duas versões, quais sejam :

I - Disposição indireta-indireta ou, simplesmente, indireta: Na Figura 18, na lente A, vemos que a coroa (26727’) está, respectivamente, montada nas extremidades do virabrequim (12) e os pinhões (22723’) estão localizados, respectivamente, no flange (21 ) do volante-motor (18) e no flange (25’) da polia dentada (29).

II - Disposição indireta-direta: Na lente B da Figura 18, vê-se que, como no item (I) anterior, o acoplador de rotação (36’), do lado do volante-motor (18), está na versão indireta, com a coroa (26’) montada na extremidade do virabrequim (12) e o pinhão (22’), ligado ao do flange (21 ) do volante-motor (18). Mas, no lado da polia dentada (29), lente b, está a versão direta, onde o pinhão (23) está montado diretamente na extremidade do virabrequim (12) e a coroa (27) encontra-se montada no flange (25) da polia dentada (29).

[0063] A Figura 19 mostra um motor de combustão interna mais completo, com a inclusão do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, na disposição direta, com as coroas (26/27), respectivamente, no lado do flange (21 ) do volante-motor (18) e do flange (25) da polia dentada (29), onde se identificam os acopladores de rotação (36/36’), dentro da elipse branca, montados, respectivamente, no lado do flange (21 ) do volante-motor (18) e no lado do flange (25) da polia dentada (29). Apesar de ter- se referido, diversas vezes, a“flange” (25) da polia dentada (29), o mesmo na prática, pode não existir, pois pode se tornar (ou se tornará) mais comum a fabricação de um eixo para a polia dentada (29) diretamente como extensão da coroa (27) do acoplador de rotação (36’) que fica do lado da polia dentada (29). Retornando à Figura 19, pode-se identificar outros elementos comuns de um motor a combustão interna, quais sejam, os cilindros (7), os pistões (8), as bielas (9), o virabrequim (12), através de seus munhões, a polia do eixo de comando (14), a câmara de combustão (15) comprimida, ou seja, com alguns (no caso, dois) pistões (8) no ponto morto superior. Da mesma forma, existem, no caso, dois pistões (8) no ponto morto inferior. Também identificam-se, nesta Figura, os elementos principais do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, quais sejam, os dois acopladores de rotação (36/36’), com os pinhões (22/23) anexados ao virabrequim (12), respectivamente, no lado do flange (21 ) do volante-motor (12) e do flange da polia dentada (29); também como parte dos acopladores de rotação (36/36’), localizam-se as coroas (26/27), unidas, respectivamente, ao flange (21 ) do volante-motor (18) e ao flange da polia dentada (29); outros elementos importantes podem ser localizados, como os excêntricos (28), as engrenagens mestras (30), as engrenagens intermediárias (31 ) com o seu eixo (33), além do motor de passo ou servomotor (35) responsável por impor movimentos de translação ao virabrequim (12), através dos vários excêntricos (28). A posição do eixo (33) e suas engrenagens intermediárias (31 ) e, em consequência, do motor de passo ou servomotor (35), está na parte inferior do motor, mais especificamente, no cárter (5) para melhor visualização do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, porém, o conjunto pode ser projetado para ocupar quaisquer posições, valendo destacar também que a conexão do motor de passo ou servomotor (35) com o eixo (33) pode ser direta, através de um acoplador ou conector, ou mesmo através de engrenagens ou eixo sem-fim em quaisquer posições, que permitam a melhor escolha da posição das partes do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção.

[0064] Na Figura 20 está apresentada uma opção bastante diferente das anteriores de fabricação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, dentro do mesmo conceito inventivo, qual seja, a de usar dois mecanismos, o acionador de excêntricos e o acoplador de rotação, sendo que o primeiro provê a alteração da altura do virabrequim (12) pela movimentação de excêntricos (28), e o segundo mecanismo, os acopladores de rotação (36/36’) irão, através das coroas (26/27) e dos pinhões (22/23), transferirem a rotação do virabrequim (12) ao volante-motor (18), através do flange (21 ) e, à polia dentada (29), através do flange (25). Nesta variante (Figura 20), a movimentação dos excêntricos (28), será promovida também pelo motor de passo ou servomotor (35), porém, agindo num conjunto de dois ou mais eixos (34 e 38 na figura 20), sendo que, na movimentação dos excêntricos, as engrenagens mestras (30 da figura 19) e as engrenagens intermediárias (31 da figura 19) foram substituídas por barras, funcionando como alavancas dos excêntricos (28), auxiliadas por barras auxiliares (39/40).

[0065] Cabe dizer que os conjuntos acopladores (36/36’) eventualmente, poderiam ser substituídos por engrenagens planetárias, correntes ou“juntas” do tipo Cardan, Schmidt, Oldham ou homocinéticas, que permitissem a movimentação do virabrequim (12). No entanto, em tais circunstâncias, haverá um excessivo aumento da distância entre o virabrequim (12) e o volante-motor (12) e à polia dentada (29), além de aumentar o número de peças necessárias ao acoplamento, que podem ficar demasiadamente frágeis para fins de transmissão do torque efetivo do motor. As engrenagens planetárias ou concêntricas também seriam possíveis de serem adotadas nesta invenção, em lugar dos acopladores de rotação (36/36’), porém, apesar de manter uma pequena distância do virabrequim (12) ao volante-motor (12) e à polia dentada (29), iriam exigir aumento substancial do espaço lateral ou radial (diâmetro) e, em consequência, de todos os excêntricos (28) do virabrequim (12). Assim, confirma-se ser a solução de acoplamento proposta a mais adequada e simples na implementação da presente invenção.

[0066] Vale ressaltar a importância de que haja um adequado projeto, para cada motor, inclusive na programação da central de comando eletrónico (37), que compense, devido à sua translação, eventuais diferenças de ângulo no giro do virabrequim (12) em relação ao giro do eixo do comando (4) das válvulas, que garanta o sincronismo e, em consequência, o rendimento do conjunto motor.

[0067] Como, na translação do virabrequim (12), indo da taxa de compressão baixa para a taxa de compressão alta, conforme figura 5 (I, II e III), há um deslocamento lateral variável do virabrequim (12), observável na figura citada, dos pinhões (22/23) em relação ao eixo dos pistões (8), (deslocamento por“offset”, usado, propositalmente, em alguns motores, como o Firefly, da Fiat, cujo offset é de 10 mm), nos motores que usarem o dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção, o“offset” será variável de 0,0 mm até a metade da variação no deslocamento dos pistões (8) entre a taxa de compressão baixa e a taxa de compressão alta. Se esse deslocamento for, por exemplo, de 8,0 mm, o offset será de 4,0 mm. Se o motor, como no Firefly citado, vier a ter um offset próprio, por exemplo, de 10,0 mm, será necessário considerar o offset adicional e variável provocado pelos excêntricos (28).

[0068] Para viabilizar a execução da presente invenção, tornando-a atrativa à indústria, seja de veículos automotores, motocicletas ou de motores estacionários e todos os demais motores derivados dessas aplicações, objetivou-se aqui, dentro do mesmo conceito inventivo, apresentar diversas soluções eficazes, económicas, de fácil implementação e manutenção. Para isso, esta invenção poderá ser incluída nos novos projetos de motores a combustão interna, que permita a variação da taxa de compressão desses motores. Pela sua simplicidade, como apresentado neste relatório, vários projetos de diversos motores atuais poderão se beneficiar desta invenção, com algumas alterações nos mesmos. É possível também que seja feita a inclusão do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção em alguns dos motores já disponíveis; neste caso, tal inclusão poderá ser feita através de módulos (kits) adaptativos que o mercado poderá, eventualmente, oferecer, desde que entenda serem mecânica e economicamente viáveis e vantajosos.

[0069] Resumindo o que se mostrou até o momento, vê-se que a presente invenção, consiste, basicamente, em variar, através de um mecanismo elaborado, (o acionador dos excêntricos) a distância entre o virabrequim (12) (também conhecido como cambota ou árvores de manivelas) e o topo dos cilindros (7), mantendo constante o tamanho geral dos pistões (8) e das bielas (9). Tal variação da posição do virabrequim (12) será obtida através de um mancai adicional, com corpo excêntrico (28) que, variado pelo giro imposto por um motor de passo ou servomotor (35), associado a um eixo (33) de engrenagens intermediárias (31 ), acionará as engrenagens mestras (30) conectadas aos excêntricos (28), que fará com que o virabrequim (12) seja reposicionado para cima, para baixo ou para quaisquer posições intermediárias, sendo acompanhado pelos pistões (8), permitindo alterar o volume mínimo ou comprimido do cilindro (7). Estas alterações do volume mínimo do cilindro (7) determinam as variações impostas da taxa de compressão, comandadas por uma central de comando eletrónico (37), que poderá ser a mesma utilizada para o controle geral do motor, desde que ela incorpore o comando do presente dispositivo. Na eventual adaptação do dispositivo aqui detalhado em um motor em uso, poderá ser necessária a disponibilização de uma central de comando eletrónico (37) exclusiva para o dispositivo e que troque informações com a central de comando eletrónico original. No entanto, de nada adianta ter um mecanismo de variação da taxa de compressão, como o explicado acima, se não houver outro mecanismo que faça o acoplamento dos giros do virabrequim (12) ao volante-motor (18), isolando, no entanto, os movimentos de translação desse virabrequim (12). Tal mecanismo, como detalhado nas Figuras 4 (e demais) e suas descrições, são os acopladores de rotação (36/36’), composto por engrenagens internas, as coroas (26/27, na versão direta, ou 26727’, na versão indireta) juntamente com os pinhões (22/23, na versão direta, ou 22723’, na versão indireta). Assim, a junção dos mecanismos acima referidos (acopladores de rotação e o acionador de excêntricos), forma o dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção.

[0070] Assim, remetendo-se às Figuras 4 a 19, verifica-se que o dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção consiste, em essência, de um conjunto de peças e acessórios mecânicos, elétricos e eletrónicos que, combinados, promovem a elevação ou abaixamento do Virabrequim (12) que, por sua vez, irá alterar a distância do pistão (8) ao topo do cilindro (7), através da biela (9). Como resultado, haverá alteração no volume da câmara de combustão (15 da Figura 19), impondo modificações na taxa de compressão do motor ao qual o dispositivo está incluso. Para que o virabrequim (12) tenha sua posição alterada o mesmo estará apoiado em excêntricos (28), sendo estes movimentados pelas engrenagens mestras

(30), que podem ser de variados tipos, como mostrado nas Figuras (8), (9) e (10). Acionando as engrenagens mestras (30) têm-se as engrenagens intermediárias

(31 ), fixadas a um eixo (33) responsável por girar tantas engrenagens quantos forem os excêntricos (28). Numa extremidade desse eixo (33) estará conectado o eixo (34) do motor de passo ou servomotor (35), cujo eixo (34) poderá ter, opcionalmente, um mecanismo de conexão ao eixo (33), composto por uma ou mais engrenagens, eixo sem-fim, alavancas, ou outras opções de acoplamento que permitam interligar de forma adequada, os dois eixos (33 e 34). A finalidade do motor de passo ou servomotor (35) é gerar os movimentos de rotação em ângulos exatos, determinados por uma central de comando eletrónico (37), que irá determinar, através das engrenagens e eixos associados, o ponto exato de posicionamento do virabrequim (12) para produzir, na câmara de combustão (15), a taxa de compressão mais adequada ao combustível ou à mistura de combustíveis empregadas no motor de combustão interna, em função da análise dos diversos sensores do motor e seus parâmetros, visando a obtenção do melhor rendimento do mesmo. Com isso, o motor de combustão interna estará funcionando dentro das melhores características possíveis com a correta taxa de compressão.

[0071 ] Sem esgotar as muitas aplicabilidades e utilidades da presente invenção, há, por exemplo, a opção de, antes de acionar o motor, colocar a taxa de compressão na posição mais baixa permitida pelo conjunto, resultando em menor oposição ao movimento imposto pelo motor de arranque, pois o motor de combustão interna estará mais solto, mais livre. Logo após o motor“pegar” (entrar em funcionamento), a taxa de combustão será redefinida para o valor ideal à marcha desejada. Esta opção permitirá motores de arranque mais económicos, leves ou duráveis, além de reduzir a trepidação inicial enquanto o motor de combustão interna não “pegou”, isto é, não começou a funcionar sozinho.

[0072] Outra situação comum está nas necessidades de alterar a taxa de compressão quando o motor do veículo estiver em velocidades variadas, acelerando ou desacelerando, na cidade ou na estrada, com combustível único, por exemplo, gasolina comum, aditivada, álcool (etanol) comum ou aditivado, gás natural, diesel, biodiesel, etc., ou com as misturas permitidas desses combustíveis. Com isso, a presente invenção, por prover uma solução racional de gerenciar e mudar a taxa de compressão dos motores de combustão interna, favorecerá a melhoria do rendimento desses motores em quaisquer situações, com a consequente redução do consumo de combustíveis e da poluição ambiental, redução do tamanho e peso dos motores em função de maior potência em menores volumes, permitindo fabricar motores, com potência equivalente, mais leves e mais baratos, com a inclusão do presente dispositivo e, mesmo assim, mais económicos e menos poluentes.

[0073] Uma característica importante do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção em relação a quase todas as demais propostas tecnológicas conhecidas que intentam permitir a variação da taxa de compressão, é não ter peças em movimento associado aos componentes móveis normais de potência do motor de combustão interna, como virabrequim (12), bielas (9) e pistões (8), exceto os movimentos dos acopladores, reduzindo, assim, o desgaste e os pesos estático e dinâmico sobre o motor.

[0074] Com relação à aplicação do dispositivo de variação da taxa de compressão de acordo com a presente invenção em motores já em uso ou em projetos disponíveis, poderá o mesmo ser ofertado, em quaisquer das versões apresentadas neste relatório, na forma de conjuntos (kits) adaptativos, pelas empresas fornecedoras de autopeças, em modelos específicos para cada tipo de motor, avaliando-se, previamente, a viabilidade mecânica, económica e de mercado. Evidentemente que, neste caso, deverá ser fornecida uma central de comando eletrónico específica para o kit, que trabalhe a partir da central de comando eletrónico original do veículo ou então, que seja ofertada uma substituta completa da central original. [0075] Como demonstrado, esta invenção, associa um mecanismo, que é o acionador dos excêntricos (que altera a taxa de compressão pela variação da posição do virabrequim em relação ao topo dos cilindros, através de excêntricos) a outro mecanismo aqui denominado de acoplador de rotação (responsável por acoplar as extremidades do virabrequim a elementos externos), formando, com a associação desses dois mecanismos, o dispositivo de variação da taxa de compressão, que permitirá que a variação da Taxa de Compressão seja obtida sem necessitar acrescer, em relação aos motores convencionais, o número de peças móveis que executam movimentos alternados em associação aos pistões, bielas e virabrequim. Em determinados casos, o número dessas peças poderá até mesmo ser menor que num motor convencional, em razão do motor com variação da taxa de compressão ter maior rendimento, permitindo a fabricação de motores com a mesma potência, mas, com menor cilindrada e até mesmo com menor número de cilindros.