BR102017008588A2

BR102017008588A2 - motor de ciclo combinado diesel e diferencial-isotérmico-isocórico regenerativo e processo de controle para o ciclo termodinâmico do motor de ciclo combinado

Info

Publication number: BR102017008588A2
Application number: BR102017008588-0A
Authority: BR
Inventors: Marno Iockheck; Saulo Finco; Luis Mauro Moura
Original assignee: Associacao Paranaense De Cultura - Apc
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2018-11-21
Also published as: WO2018195635A1

Abstract

refere-se a presente invenção a um motor térmico de ciclo combinado formado por uma unidade operando com o ciclo diesel interligado e integrado à outra unidade operando com o ciclo diferencial de quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos com regenerador.

Description

(54) Título: MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICO-ISOCÓRICO REGENERATIVO E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO (51) Int. Cl.: F02G 5/04; F02B 3/00.

(71) Depositante(es): ASSOCIACAO PARANAENSE DE CULTURA - APC.

(72) lnventor(es): MARNO IOCKHECK; SAULO FINCO; LUIS MAURO MOURA.

(57) Resumo: Refere-se a presente invenção a um motor térmico de ciclo combinado formado por uma unidade operando com o ciclo Diesel interligado e integrado à outra unidade operando com o ciclo diferencial de quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos com regenerador.

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MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [001] Refere-se a presente invenção a um motor térmico de ciclo combinado formado por uma unidade operando com o ciclo Diesel interligado e integrado à outra unidade operando com o ciclo diferencial de quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos com regenerador.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] A termodinâmica clássica define três conceitos de sistemas termodinâmicos, o sistema termodinâmico aberto, o sistema termodinâmico fechado e o sistema termodinâmico isolado. Estes três conceitos de sistemas termodinâmicos foram conceituados no século XIX nos primórdios da criação das leis da termodinâmica e fundamentam todos os ciclos motores conhecidos até o presente.

[003] O sistema termodinâmico isolado é definido como um sistema no qual nem matéria, nem energia passa através dele. Portanto, este conceito de sistema termodinâmico não oferece propriedades que permitam o desenvolvimento de motores.

[004] O sistema termodinâmico aberto é definido como um sistema termodinâmico em que energia e matéria podem entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistema termodinâmico aberto os motores de combustão interna, de ciclo Otto, de ciclo Atkinson, semelhante ao ciclo Otto, de ciclo Diesel, de ciclo Sabathe, semelhante ao ciclo Diesel, de ciclo Brayton de combustão interna, de ciclo Rankine com exaustão do vapor ao ambiente. As matérias que entram nestes sistemas são os combustíveis e oxigênio ou fluido

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2/17 de trabalho ou gás de trabalho. A energia que entra nestes sistemas é o calor. As matérias que saem destes sistemas são a exaustão da combustão ou do fluido de trabalho, gases, resíduos; as energias que saem destes sistemas são a energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado.

[005] O sistema termodinâmico fechado é definido como um sistema termodinâmico em que apenas a energia pode entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistema termodinâmico fechado, motores de combustão externa como o de ciclo Stirling, de ciclo Ericsson, de ciclo Rankine com fluido de trabalho em circuito fechado, de ciclo Brayton de calor ou de combustão externa, de ciclo Carnot. A energia que entra neste sistema é o calor. As energias que saem deste sistema são a energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado, porém não sai matéria destes sistemas, como ocorrem no sistema aberto.

[006] Ambos os sistemas, aberto e fechado, toda a massa do gás de trabalho é exposta à energia de entrada, calor ou combustão e toda ela também, é exposta ao resfriamento ou arrefecimento, isto é, a massa do gás de trabalho é constante em seus processos e a diferença entre ambos é que no sistema aberto a massa de gás de trabalho atravessa o sistema e no sistema fechado, a massa permanece no sistema.

O ESTADO ATUAL DA TÉCNICA [007] Os motores de ciclo combinado conhecidos até o presente foram inventados e projetados unindo-se no mesmo sistema dois conceitos de motores idealizados no século XIX, fundamentados em sistemas termodinâmicos aberto ou sistemas termodinâmicos fechado, os mais conhecidos são os ciclos combinados de um motor de ciclo Brayton com um motor de ciclo Rankine e o ciclo combinado de um motor de ciclo Diesel com um motor de ciclo Rankine.

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3/17 [008] O conceito básico de um ciclo combinado é um sistema composto por um motor operante por meio de uma fonte de temperatura alta de forma que o rejeito de calor deste motor é a energia que move um segundo motor que requeira uma temperatura mais baixa de operação, ambos formando um sistema combinado de conversão de energia térmica em energia mecânica para um mesmo fim comum.

[009] O estado atual da técnica revela ciclos combinados formado por um motor principal de ciclo Brayton ou ciclo Diesel que funciona com uma fonte principal com temperatura superior a 1000 °C e com gases de exaustão na faixa entre 600 °C e 700 °C e estes gases por sua vez são canalizados para alimentar outro motor de ciclo Rankine, geralmente “Rankine orgânico” (ORC). O ciclo Rankine convencional tem como fluido de trabalho a água, o ciclo Rankine orgânico utiliza fluidos orgânicos, estes são mais adequados para projetos em temperaturas menores que os projetos com o ciclo Rankine convencional, portanto normalmente são utilizados nos ciclos combinados.

[010] Algumas das principais desvantagens dos ciclos combinados atuais, considerando a segunda máquina um motor de ciclo Rankine ou Rankine orgânico são a troca do estado físico do fluido de trabalho, isto é, há uma fase líquida exigida pelos processos do ciclo termodinâmico que deve ser controlada, e a energia do aquecimento da fase líquida e da fase latente, de troca de estado, não podem ser convertidas em energia útil de trabalho, são perdas impostas pelo conceito Rankine. Este sistema exige itens do motor que implicam em mais processos, mais peso, mais controle e mais perdas, são necessários reservatórios do líquido, reservatório para geração de vapor, trocador do tipo resfriador para condensação, reservatório para condensação, bomba para vazão do fluido no estado líquido, válvulas de controle dos processos de estado líquido e gasoso. Este conjunto de particularidades implicam em peso adicional, volume adicional, perdas térmicas adicionais, redução da eficiência global e por consequência, índices de poluição maiores,

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4/17 custos de implementação maiores e menores índices de sustentabilidade nestes projetos.

[011] O estado atual da técnica, a partir de 2011, revelou um novo conceito de sistema termodinâmico, o chamado sistema termodinâmico híbrido, e este novo conceito de sistema passou a ser a base de sustentação para novos ciclos motores, os motores de ciclos diferenciais e os motores de ciclos binários não diferenciais de forma que estes novos ciclos motores possuem vantagens significativas para a criação de novos ciclos combinados. Podem ser exemplificados ciclos combinados de um motor de ciclo Brayton com um motor de ciclo diferencial, motor de ciclo Brayton com um motor de ciclo binário, motor de ciclo Diesel com um motor de ciclo diferencial, motor de ciclo Diesel com um motor de ciclo binário, motor de ciclo Otto com um motor de ciclo diferencial, motor de ciclo Otto com um motor de ciclo binário e algumas outras variações.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [012] Os grandes problemas do estado da técnica, especificamente quanto aos ciclos combinados se encontram justamente na segunda unidade que formam os sistemas, este, geralmente é uma máquina de ciclo Rankine, uma máquina antiga, cujos processos termodinâmicos impõe perdas através da necessidade de troca do estado físico do fluido de trabalho, do calor de aquecimento durante o estado líquido, do calor de transformação, calor latente, das unidades mecânicas, reservatórios, sistemas de válvulas, condensadores, bombas que agregam peso, volume, perdas e custos.

[013] O objetivo da invenção se concentra em eliminar alguns dos problemas existentes, minimizar outros problemas e oferecer novas possibilidades, para alcançar estes objetivos, um novo conceito de motores térmicos passou a ser indispensável e a criação de novos ciclos-motores são necessários de forma que a eficiência dos motores não ficasse mais dependente exclusivamente das

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5/17 temperaturas. O conceito de sistema híbrido e ciclos diferenciais e ciclos binários, característica própria que fundamenta este novo conceito de ciclo combinado, elimina a dependência da eficiência de forma exclusiva à temperatura. A eliminação da necessidade da troca do estado físico dos fluidos de trabalho passa a ser representativo para reduzir volume, peso e custo das máquinas. Portanto o ciclo combinado formado por uma unidade de ciclo Diesel com uma unidade de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico constitui uma evolução importante, viável para o futuro dos sistemas formados por ciclos combinados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [014] Os motores de ciclos combinados são caracterizados por possuírem duas unidades termodinâmicas distintas integradas formando um sistema de forma que a energia descartada pela unidade principal é a fonte de energia da unidade secundária e ambos possuem uma integração do trabalho mecânico final.

[015] O conceito presente considera uma unidade termodinâmica formada por um motor de ciclo Diesel (31), o qual executa um ciclo Diesel de quatro processos e um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico regenerativo (320), descrito na patente BR1020160198755, o qual executa um ciclo de quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos com regenerador, e de forma que a energia de entrada, por combustão executa um processo isobárico de expansão na unidade de ciclo Diesel, um processo de resfriamento isocórico quando a exaustão vai direto ao ambiente ou isobárico ou adiabático quando utiliza-se trocadores para outros fins o qual cede energia para o processo isotérmico de expansão da unidade de ciclo diferencial, este por sua vez executa um processo de resfriamento isotérmico cedendo para o ambiente a energia que o sistema em conjunto não tenha convertido em trabalho e de forma que ambos os ciclos tenham uma conversão em trabalho final comum. Portanto trata-se de motores de ciclos combinados

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6/17 completamente distintos dos motores e ciclos combinados atuais, os quais são baseados única e exclusivamente nos sistemas aberto ou fechado. Na figura 3 é mostrado o conceito geral do invento e na figura 4 são mostrados os gráficos com a integração de ambos os ciclos termodinâmicos formando o ciclo combinado. Além da combinação do ciclo Diesel e diferencial, a presente invenção considera ainda o emprego de uma turbina auxiliar (315) para executar trabalho por meio de um processo adiabático com a energia residual e um compressor (314) para pressurização do ar nas câmaras de combustão do motor de combustão interna Diesel.

[016] A presente invenção trás evoluções importantes para a conversão de energia térmica em mecânica pelo conceito da combinação de dois ciclos termodinâmicos distintos. A imensa maioria de ciclos combinados tem como máquina secundária um motor turbina a vapor de ciclo Rankine ou Rankine orgânico. A figura 1 mostra que o ciclo Rankine possui perdas próprias do conceito dos processos que formam seu ciclo, não permitindo que uma parcela significativa de energia seja convertida em trabalho. Os ciclos Rankine e Rankine orgânico exigem a troca do estado físico do gás de trabalho, isto é, há uma fase do processo em estado líquido exigindo elementos de condensação, evaporação e sistemas de bombas auxiliares, e todos estes elementos e processos impõe perdas e impossibilidade de utilizar as energias destas fases na conversão. Algumas das principais vantagens do invento ciclo combinado Diesel com diferencial-isotérmico-isocórico que podem ser constatadas são a inexistência de elementos de troca do estado físico do fluido de trabalho e suas perdas associadas, a inexistência de elementos de condensação e de vaporização, portanto a inexistência também de perdas associadas ao calor latente do fluido de trabalho, a inexistência de circuitos, bombas, elementos de controle destinados aos processos de troca do estado físico do fluido e suas perdas associadas e que por consequência, a inexistência do volume, materiais e massa, peso, dos elementos que compõe tais projetos. Portanto, a inovação apresentada pelo ciclo combinado Diesel com diferencial é expressiva.

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7/17 [017] Os motores de ciclos combinados baseados na integração de um motor de ciclo Diesel com um motor de ciclo diferencial poderão ser construídos com materiais e técnicas semelhantes aos motores de ciclos combinados convencionais, como a unidade secundária, de ciclo diferencial consiste de um motor que trabalha com gás em circuito fechado, considerando o sistema completo, este conceito em circuito fechado de gás de trabalho com relação ao meio externo indica que o sistema deve ser vedado, ou em alguns casos, vazamentos podem ser admitidos, desde que compensados. Materiais adequados para esta tecnologia devem ser observados, são semelhantes, neste aspecto, às tecnologias de projetos de motores de ciclo Brayton, Stirling ou Ericsson, todos de combustão externa. O gás de trabalho depende do projeto, de sua aplicação e dos parâmetros utilizados, a escolha do gás poderá ser diversificada, cada um proporcionará particularidades específicas, como exemplo pode ser sugerido os gases: hélio, hidrogênio, nitrogênio, ar seco, neon, entre outros.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [018] As figuras anexas demonstram as principais características e propriedades do novo conceito de ciclo combinado, mais especificamente a um sistema formado por uma unidade de ciclo Diesel com uma unidade de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico, sendo representadas conforme segue abaixo:

A figura 1 demonstra em diagrama de blocos, um sistema de ciclo combinado atual, formado por uma unidade de ciclo Diesel com uma unidade de ciclo Rankine. Plantas projetadas com esta filosofia na atualidade são utilizadas para melhorar a eficiência mecânica e energética em sistemas de tração, veículos, como caminhões, máquinas, navios.

A figura 2 demonstra em diagrama de blocos, um sistema de ciclo combinado idealizado com base no novo conceito de sistema termodinâmico, formado por uma unidade de ciclo Diesel conhecida, com uma unidade de ciclo

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8/17 diferencial-isotérmico-isocórico. Teoricamente, sistemas projetados com esta filosofia para geração de força mecânica terá eficiência superior aos sistemas de ciclo combinado com Rankine ou Rankine orgânico baseado na análise teórica do ciclo da segunda máquina que forma o sistema, entre as perdas que deixam de existir, a inexistência de troca do estado físico do fluido de trabalho é item significativo, o processo de conservação de energia propiciado pelo subsistema de conservação pertencente ao ciclo diferencial, reforça as possibilidades do incremento da eficiência geral.

A figura 3 apresenta o diagrama de um sistema composto por um motor de ciclo Diesel (31), com um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico, (320) formando o ciclo combinado Diesel e diferencial.

A figura 4 mostra respectivamente as curvas do gráfico da pressão e deslocamento volumétrico do ciclo Diesel (41) e as curvas do gráfico da pressão e deslocamento volumétrico do ciclo diferencial-isotérmico-isocórico (45).

A figura 5 mostra o ciclo Diesel convencional com um processo isobárico, dois processos adiabáticos e um processo isocórico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO [019] O motor de ciclo combinado Diesel e diferencial-isotérmico-isocórico é um sistema composto por um conceito de motor baseado no sistema termodinâmico aberto, um motor de combustão interna de ciclo Diesel, idealizado no século XIX, com um motor baseado no sistema termodinâmico híbrido, o ciclo diferencial-isotérmico-isocórico, idealizado no século XXI, de forma que a energia descartada pelo primeiro, o motor de combustão interna de ciclo Diesel, é a energia que move o segundo, o motor de ciclo diferencial.

[020] A figura 3 apresenta o sistema que caracteriza um motor de ciclo combinado Diesel e diferencial-isotérmico-isocórico. Este sistema é constituído

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9/17 por uma máquina que opera pelo ciclo Diesel, integrada, interconectada à outra máquina que opera por um ciclo diferencial e de forma que seus ciclos termodinâmicos sejam também integrados conforme figura 4. O sistema da figura 3 mostra um motor de combustão interna de ciclo Diesel (31), acoplado a um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico (320). O motor de ciclo Diesel possui seu coletor de descarga (327), exaustão dos gases quentes, conectado a um trocador de calor isotérmico (319), este trocador de calor é o elemento de transferência de calor para as subcâmaras dos processos isotérmicos de alta temperatura e de expansão do motor de ciclo diferencial (320), na temperatura (Tq). O motor diferencial (320), após realizar o processo isotérmico de expansão em alta temperatura, executará um processo isocórico de abaixamento de temperatura e de transferência de calor a um regenerador interno e de massa para o outro subsistema do próprio motor diferencial, e na sequência executará um processo isotérmico de compressão e resfriamento através do trocador de calor (323), este separado dos demais sistemas de resfriamento e arrefecimento e situado no extremo mais frio do fluxo do ar forçado da ventoinha, isto é, no ponto mais externo do motor em fronteira com o ambiente, e o fluido de resfriamento deste trocador fará o resfriamento isotérmico do gás de trabalho do motor diferencial (320) no trocador isotérmico interno (322), do motor diferencial (320). O motor diferencial possui um eixo de força principal (324) acoplado ao eixo mecânico principal (33), da unidade de ciclo Diesel por meio de uma caixa de engrenagens (34) para transmissão da força do eixo da unidade de ciclo diferencial somando com o eixo (33) do motor principal (31). Fazendo parte da unidade mecânica do sistema, se encontra ainda um rotor de turbina (315), onde é executado um processo adiabático, por onde passam os gases da exaustão do motor Diesel, logo após sua passagem pelo trocador de calor (319), o gás saindo do trocador, entra no rotor de turbina (315), com a função de acionar o rotor do compressor (314), e a partir do rotor de turbina (315), o gás segue para uma unidade de controle (312), tipo (EGR), de circulação do gás de exaustão, com a função de direcionar parte dos gases

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10/17 de saída do rotor da turbina (315) às câmaras de combustão do motor Diesel via misturador (39), reduzindo as emissões de óxidos nitrosos, NOx, outra parte dos gases, ao sair da unidade (312), segue para o ambiente (316). Fazendo parte também do sistema, há um rotor do compressor (314), o qual pressuriza ar do ambiente para as câmaras de combustão do motor Diesel, o ar (31)7 primeiramente passa pelo filtro (313), entra no rotor do compressor (314), passando por um resfriador (36) e deste para o misturador (39) o qual executa a mistura do ar pressurizado com parte dos gases da combustão, injetando-os para as câmaras de combustão do motor Diesel (31).

[021] Existem condições necessárias para que o ciclo do motor de ciclo diferencial seja formado por processos isotérmicos e isocóricos, o primeiro está relacionado aos regeneradores, estes devem ser projetados para levar o gás nos processos isocóricos partindo da temperatura alta (Tq) final do processo isotérmico de expansão e alta temperatura para a temperatura fria (Tf) inicial do processo isotérmico de compressão, posteriormente, na isocórica oposta, o regenerador deve regenerar, isto é, devolver a energia ao gás, levando-o da temperatura fria (Tf) do final do processo isotérmico de compressão para a temperatura quente (Tq) inicial do processo isotérmico de expansão de alta temperatura. O trocador isotérmico (319) deve ser projetado para que a troca de calor com o gás seja eficiente e termicamente isonômico, isto é, as câmaras internas do trocador devem ser projetadas com características de isonomia na temperatura do gás em toda a sua extensão, permitindo evidentemente, diferenciais da pressão conforme ocorre o fluxo do gás de trabalho, ao contrario dos trocadores de calor das unidades isobáricas, estes por sua vez, para exemplificar, devem ser projetados para haver isonomia na pressão e não na temperatura.

[022] A figura 3 apresenta também os principais elementos que configuram um motor Diesel, em (31)8 a entrada de ar de arrefecimento do motor e todos os sistemas que necessitam de resfriamento, o trocador de calor ((32)3) é o

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11/17 elemento mais externo e é o trocador de resfriamento para a câmara de compressão isotérmica (322) de baixa temperatura da unidade de ciclo diferencial, é o mais externo porque a eficiência da unidade de ciclo diferencial aumenta quanto menor for a temperatura do processo isotérmico que ocorre na câmara (322), diferente de outras necessidades do motor Diesel. O trocador de calor (36) é usado para resfriamento do ar pressurizado pelo compressor (314). Outro trocador de calor, radiador (35) é o principal elemento de arrefecimento do motor Diesel, unidades hidráulicas e elétricas. Uma ventoinha (325) é usada para forçar a ventilação e melhorar a troca de calor, arrefecimento. Uma bomba (37), de fluido de arrefecimento, normalmente água, circula o fluido no interior do motor a combustão interna para mantê-lo em condições térmicas seguras, auxiliado por um sensor tipo termostato (38) para o controle da temperatura. A mistura do ar pressurizado com parte do gás da exaustão ocorre no misturador (39) e segue para um distribuidor (32) o qual injeta nas câmaras de combustão do motor Diesel a mistura do ar com parte do gás da exaustão. A linha (326) é um tubo de retorno do fluido de arrefecimento do motor. A linha (310) é um duto que conduz parte dos gases da combustão a partir do regulador (EGR) para o misturador (39). Os gases, resíduos da combustão são conduzidos pela linha (311) a partir do coletor (327), passando pelo trocador de calor (319) e seguindo para a entrada do rotor de turbina (315). O eixo de força (33), do motor Diesel, é o principal elemento para levar a força mecânica à caixa de transmissão (34).

[023] Na figura 4 são mostrados os gráficos da pressão e deslocamento volumétrico que na união deles formam o ciclo combinado, um processo composto pela combinação de dois ciclos, um Diesel e outro diferencialisotérmico-isocórico, onde o primeiro ciclo, o ciclo Diesel é formado por quatro processos, ou também chamado de transformações termodinâmicas, sendo um processo ou transformação isobárica, dois processos adiabáticos e um processo isocórico, que ocorrem um a um sequencialmente, porém com a integração com outros elementos mecânicos, os processos podem variar como

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12/17 no caso deste invento. A introdução de um rotor de turbina altera o processo isocórico, tornando-o, em síntese, adiabático e a etapa final do processo adiabático de expansão (4-5), pode ganhar características isobáricas sendo descritas da seguinte forma, a energia de entrada no sistema pela combustão, (42), executa um processo de expansão isobárica (3-4), na sequência, a expansão prossegue ocorrendo um processo adiabático (4-5’), a partir deste ponto ocorre a transferência de calor para o trocador (319) gerando o segmento isobárico (5’-5) ou dependendo dos parâmetros de projeto ou regulação, este poderá ser isotérmico ou ainda adiabático, ou variável, terminando a expansão com outro processo adiabático (5-2) junto ao rotor de turbina (315), em seguida outro processo adiabático, porém de compressão (23) finalizando o ciclo Diesel. A energia canalizada para o motor de ciclo diferencial é definida pelo processo (5’-5) indicado por (43), a energia canalizada para o rotor de turbina (315) é definida pelo processo (5-2) indicado por (44).

[024] O ciclo diferencial (45) é acoplado, integrado ao ciclo Diesel, (41), de forma que o processo de descarte de energia (5’-5) do ciclo Diesel é a energia de entrada do ciclo diferencial e todos os processos que formam o ciclo diferencial ocorrem sequencialmente, porém sempre em pares. A energia descartada do ciclo Diesel formam os processos isotérmicos de expansão (a-b) de uma das câmaras do motor diferencial e também o processo isotérmico (1 2) da outra câmara. O processo completo partindo da energia descartada do ciclo Diesel ocorre da seguinte forma, a energia descartada do ciclo Diesel do processo (5’-5) alimenta o processo isotérmico (a-b) de expansão do ciclo diferencial, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de compressão e resfriamento (3-4), partindo do ponto (b) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (b-c) de esfriamento, com transferência de calor para o regenerador e massa de gás para o outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (4-1) de aquecimento que ocorre simultaneamente e este é regenerativo, isto é, recebe o calor do regenerador, a partir do ponto (c), no

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13/17 final do processo isocórico (b-c) inicia-se um processo isotérmico (c-d) de compressão e resfriamento do ciclo diferencial, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de expansão e aquecimento (1-2), partindo do ponto (d) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (d-a) de aquecimento regenerativo com recebimento de massa de gás do outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (2-3) de resfriamento que ocorre simultaneamente, finalizando o ciclo diferencial (45) formado por dois processos isotérmicos de expansão e aquecimento, dois processos isotérmicos de compressão e resfriamento, dois processos isocóricos de resfriamento e dois processos isocóricos regenerativos, aquecimento. Portanto, em condições ideais, sem perdas, a energia entra por combustão no ciclo Diesel, indicado por (42), parte da energia descartada (44), alimenta por um processo adiabático um rotor de turbina (315), parte restante da energia descartada (43) do ciclo Diesel alimenta o ciclo diferencial (45), a energia descartada do ciclo diferencial é, em caso ideal sem perdas, a energia total perdida, indicada por (46).

[025] A tabela 1 mostra os processos (3-4, 4-5’, 5’-5, 5-2, 2-3) que formam o ciclo Diesel quando o mesmo é integrado ao ciclo diferencial-isotérmicoisocórico, mostrados passo a passo.

Tabela 1

Passo	Processo	Unidade de ciclo Diesel
1	3-4	Isobárico de expansão	Entrada de energia por combustão
2	4-5’	Adiabático de expansão
3	5’-5	Isobárico, isotérmico ou adiabático de expansão	Energia transferida para o ciclo diferencial
4	5-2	Adiabático de expansão	Acionamento da turbina (315)

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2-3

Adiabático de compressão

[026] A tabela 2 mostra os oito processos (a-b, b-c, c-d, d-a, 1-2, 2-3, 3-4, 4-1) que formam o ciclo diferencial-isotérmico-isocórico regenerativo, mostrados passo a passo, com quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos.

Tabela 2

Passo	Processo	Subsistema de Conversão 1	Subsistema de Conversão 2
1	a-b / 3-4	Isotérmico de expansão	Isotérmico de compressão	(a-b) Entrada da energia (3-4) descarte de energia
2	b-c / 4-1	Isocórico de esfriamento	Isocórico de aquecimento	Transferência de massa Regeneração
3	c-d/1-2	Isotérmico de compressão	Isotérmico de expansão	(1-2) Entrada da energia (c-d) descarte de energia
4	d-a / 2-3	Isocórico de aquecimento	Isocórico de esfriamento	Transferência de massa Regeneração

A figura 5 mostra o gráfico da pressão e volume do ciclo Diesel ideal, considerando um motor sem acessórios, é um ciclo formado por um processo isobárico de aquecimento pela combustão (3-4), um processo adiabático de expansão (4-5), um processo isocórico de resfriamento (5-2), e um processo adiabático de compressão (2-3). Ao implantar mudanças mecânicas no motor, o acréscimo de uma turbina (315) e um trocador de calor (319), ocorre também

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15/17 uma alteração no ciclo termodinâmico, o processo (5-2) deixa de ser isocórico, pois há uma turbina para movimentar que em conjunto com o trocador de calor (319) e um sistema de controle, produzirá mudanças nesta região do ciclo termodinâmico e esta mudança pode ser variável em função da operação em que o motor estará funcionando. O presente documento propõe uma aproximação considerando os itens essenciais mecânicos e de processos que caracterizam a ideia.

[027] O ciclo combinado Diesel com diferencial-isotérmico-isocórico é a junção de um ciclo chamado Diesel, cujo ciclo é formado por processos que se realizam um a um sequencialmente, com um ciclo diferencial-isotérmicoisocórico de oito processos os quais se realizam sequencialmente, porém em pares e este sistema possui a entrada de energia pela combustão do Diesel, um processo isobárico (3-4), conforme figura 4, indicado em (41), de expansão e aquecimento representado pela expressão (a).

Qi=^y(T_qc-T₃) (a) [028] Na equação (a), (Q/) representa a energia total de entrada no sistema, em “Joule”, (n) representa o número de mol pertencendo à unidade ciclo Diesel, (R) representa a constante universal dos gases perfeitos, (T_qc) representa a temperatura máxima do gás em “Kelvin” no ponto (4) do processo, figura 4, indicado por (42), (T₃) representa a temperatura no ponto (3), inicial do processo isobárico, figura 4, e (/) representa o coeficiente de expansão adiabática.

[029] O descarte da energia não convertida em trabalho pela máquina principal, o ciclo Diesel, é a energia de entrada da máquina secundária, de ciclo diferencial somada à energia de alimentação da turbina (315), e a expressão da energia descartada, fornecida às unidades posteriores é representada pela expressão (b), considerando o processo (5’-5) isobárico, dependendo do controle, este processo poderá ser isotérmico ou adiabático, neste caso

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16/17 considerou-se isobárico na equação a seguir.

Qoa = ^y (T₅, - τ₅·) + - T₂) (b) [030] A energia de entrada da máquina secundária, de ciclo diferencial é representado pela expressão (c), onde (Tq) é a temperatura isotérmica de entrada da unidade de ciclo diferencial, (n-i) é o número de mol pertencente à câmara de aquecimento isotérmica do motor de ciclo diferencial.

Q_u = 2._ni.R.Tq.ln^= ^.(T₅, -T_s) (c) [031] A energia de saída da máquina de ciclo Diesel descontado a energia da turbina (315) é igual à energia de entrada da máquina de ciclo diferencial conforme equação (c).

[032] A energia de entrada da turbina (315), (Qt) é um processo adiabático e é representado pela expressão (d).

Qt= ^-y(T₅,-T₂-) (d) [033] O descarte da energia não convertida em trabalho pela máquina secundária, de ciclo diferencial é representada pela expressão (e). Esta, no conceito ideal, é o total de energia descartada ao meio, a qual não realiza trabalho útil, onde (77) é a temperatura isotérmica de descarte de calor da unidade de ciclo diferencial, (n₂) é o número de mol pertencente à câmara de resfriamento isotérmico do motor de ciclo diferencial.

Qo = 2.n₂.R.TfAn^ (e) [034] O trabalho útil total do sistema ciclo combinado, considerando um modelo ideal sem perdas, é a diferença entre a entrada e a saída da energia e é representado pela expressão (f) abaixo.

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(f) [035] A demonstração final teórica da eficiência do ciclo combinado Diesel e diferencial-isotérmico-isocórico é dada pela expressão (g), caracterizando que os ciclos combinados de uma máquina fundamentada no sistema aberto ou fechado com uma máquina fundamentada no sistema híbrido possuem como parâmetro da eficiência, também o número de moles ou massa, característica herdada da máquina fundamentada no sistema híbrido, e portanto, não possuem suas eficiências dependentes exclusivamente das temperaturas.

n ' y (Tqc-Ts) (g)

EXEMPLOS DE APLICAÇÕES [036] Os motores de ciclos combinados pela integração de uma unidade de ciclo Diesel com um motor fundamentado no sistema híbrido, por exemplo um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico, possui algumas aplicações importantes, a mais óbvia é a sua aplicação em veículos de transportes que utilizam o Diesel como combustível, seja terrestre ou marítimo. A tecnologia de motores fundamentados no sistema híbrido trás inúmeras propriedades que são especialmente interessantes a estes projetos, a flexibilidade quando às temperaturas de operação, a inexistência de uma série de elementos que são obrigatórios nos motores fundamentados nos sistemas aberto e fechado, propiciando volume e peso reduzidos, e a controlabilidade, isto é, a capacidade de operar em uma larga faixa de rotação e torque. Portanto a tecnologia de ciclo combinado Diesel com diferencial se aplica a veículos de carga, caminhões, embarcações, barcos, navios e ao transporte ferroviário.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO”, caracterizado por ser constituído pela integração de duas máquinas térmicas, dois ciclos termodinâmicos, formando um sistema combinado, sendo um deles uma máquina que opera pelo ciclo Diesel (31), integrada, interconectada a outra máquina que opera por um ciclo diferencial (320) e de forma que seus ciclos termodinâmicos sejam também integrados, gráfico (41) e (45), um motor de combustão interna de ciclo Diesel (31), acoplado a um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico (320), o motor de ciclo Diesel possui um coletor de descarga (327) conectado a um trocador de calor isotérmico (319), este trocador de calor é um elemento do motor diferencial e é o elemento de transferência de calor para as subcâmaras dos processos isotérmicos de alta temperatura e de expansão do motor de ciclo diferencial (320) o motor de ciclo diferencial (320) possui internamente um regenerador e um elemento de transferência de massa de gás entre suas subcâmaras internas, o motor diferencial possui um trocador de calor externo (323), conectado a um trocador isotérmico interno (322), o motor diferencial possui um eixo de força (324) acoplado ao eixo mecânico (33) do motor principal Diesel (31) por meio de uma caixa de engrenagens (34) para transmissão da força do eixo da unidade de ciclo diferencial somando com o eixo (33) do motor principal (31), o sistema combinado possui ainda um rotor de turbina (315) conectado na saída do trocador de calor isotérmico (319), ligado ao mesmo eixo (321), do rotor de turbina (315), se encontra um rotor do compressor (314) com a função de pressurizar o ar ambiente para as câmaras de combustão do motor Diesel (31) via distribuidor (32), a saída do rotor de turbina (315) está conectada a uma unidade de controle (312), tipo (EGR), e esta está conectada a um misturador (39) o qual está ligado ao distribuidor (32) com a função de realimentar as câmaras de combustão do motor Diesel com gás da exaustão e do ar ambiente misturados, ligado à unidade de controle (312) existe também um canal de saída (316) dos gases da exaustão para o

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2/9 ambiente externo, ligado ao rotor do compressor (314), há um filtro (313) pelo qual passa o ar externo antes de entrar no sistema, e a saída do rotor do compressor (314) está conectada à entrada de um resfriador (36) e este por sua vez está conectado ao misturador (39) o qual executa a mistura do ar ambiente pressurizado com parte dos gases da combustão, injetando-os para as câmaras de combustão do motor Diesel (31).
2) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído pela integração de duas máquinas térmicas, dois ciclos termodinâmicos, formando um sistema combinado, sendo um deles uma máquina que opera pelo ciclo Diesel (31), integrada, interconectada a outra máquina que opera por um ciclo diferencial (320), e de forma que seus ciclos termodinâmicos sejam também integrados, gráfico (41) e (45).
3) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por ser constituído por um motor de combustão interna de ciclo Diesel (31), acoplado a um motor de ciclo diferencial-isotérmico-isocórico (320).
4) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2 e 3, caracterizado por ser constituído por um motor de ciclo Diesel com um coletor de descarga (327) conectado a um trocador de calor isotérmico (319) interno ao motor de ciclo diferencial (320).
5) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, e 4 caracterizado por ser constituído por um trocador de calor isotérmico (319), o qual é o elemento de transferência de calor para as subcâmaras dos processos isotérmicos de alta temperatura e de expansão do motor de ciclo diferencial (320).

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6) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 e 6, caracterizado por ser constituído por um o motor de ciclo diferencial (320) o qual possui internamente um regenerador e um elemento de transferência de massa de gás entre suas subcâmaras internas.
7) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, caracterizado por ser constituído por o motor diferencial com um trocador de calor externo (323), conectado a um trocador isotérmico interno (322) e este é o elemento de resfriamento para as subcâmaras dos processos isotérmicos de baixa temperatura e de compressão do motor de ciclo diferencial (320).
8) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, e 3, caracterizado por ser constituído por um o motor diferencial o qual possui um eixo de força (324) acoplado ao eixo mecânico (33) do motor principal Diesel (31) por meio de uma caixa de engrenagens (34) para transmissão da força do eixo da unidade de ciclo diferencial somando com o eixo (33) do motor principal (31).
9) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIAL-ISOTÉRMICOISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8, caracterizado por ser constituído por um o sistema combinado do ciclo Diesel e diferencial que possui um rotor de turbina (315) conectado na saída do trocador de calor isotérmico (319) da unidade de ciclo diferencial (320), e ligado ao mesmo eixo (321), do rotor de turbina (315), se encontra um rotor do compressor (314) com a função de pressurizar o ar ambiente para as câmaras de combustão do motor Diesel (31) juntamente com o gás da exaustão.

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10) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIALISOTÉRMICO-ISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 8 e 9, caracterizado por ser constituído por um distribuidor (32) de forma que a saída do rotor de turbina (315) está conectada a uma unidade de controle (312), tipo (EGR), e esta está conectada a um misturador (39) o qual está ligado ao distribuidor (32) com a função de realimentar as câmaras de combustão do motor Diesel (31) com gás da exaustão e do ar ambiente misturados.
11) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIALISOTÉRMICO-ISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1 e 10, caracterizado por um canal de saída (316) dos gases da exaustão para o ambiente externo conectado à saída da unidade de controle (EGR) (312).
12) MOTOR DE CICLO COMBINADO DIESEL E DIFERENCIALISOTÉRMICO-ISOCÓRICO REGENERATIVO, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 8, 9 e 10, caracterizado por um filtro (313) conectado à entrada do rotor do compressor (314), pelo qual passa o ar externo antes de entrar no sistema, e a saída do rotor do compressor (314) está conectada à entrada de um resfriador (36) e este por sua vez está conectado ao misturador (39) o qual executa a mistura do ar ambiente pressurizado com parte dos gases da combustão, injetando-os para as câmaras de combustão do motor Diesel (31).
13) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, para efetuar o clico combinado dos motores das reivindicações 1 a 12, caracterizado por um processo composto pela combinação de dois ciclos, um Diesel e outro diferencial-isotérmicoisocórico, que na união deles formam o ciclo combinado, onde o primeiro ciclo, o ciclo Diesel, com a integração com outros elementos mecânicos, os processos podem variar como no caso deste invento, a introdução de um rotor

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5/9 de turbina altera o processo isocórico, tornando-o, em síntese, adiabático e a etapa final do processo adiabático de expansão (4-5), pode ganhar características isobáricas sendo descritas da seguinte forma, a energia de entrada no sistema pela combustão, (42), executa um processo de expansão isobárica (3-4), na sequência, a expansão prossegue ocorrendo um processo adiabático (4-5’), a partir deste ponto ocorre a transferência de calor para o trocador (319) gerando o segmento isobárico (5’-5) ou dependendo dos parâmetros de projeto ou regulação, este poderá ser isotérmico ou ainda adiabático, ou variável, terminando a expansão com outro processo adiabático (5-2) junto ao rotor de turbina (315), em seguida outro processo adiabático, porém de compressão (2-3) finalizando o ciclo Diesel, a energia canalizada para o motor de ciclo diferencial é definida pelo processo (5’-5) indicado por (43), a energia canalizada para o rotor de turbina (315) é definida pelo processo (5-2) indicado por (44), o ciclo diferencial (45) é acoplado, integrado ao ciclo Diesel, (41), de forma que o processo de descarte de energia (5’-5) do ciclo Diesel é a energia de entrada do ciclo diferencial e todos os processos que formam o ciclo diferencial ocorrem sequencialmente, porém sempre em pares, a energia descartada do ciclo Diesel formam os processos isotérmicos de expansão (a-b) de uma das câmaras do motor diferencial e também o processo isotérmico (1-2) da outra câmara, o processo completo partindo da energia descartada do ciclo Diesel ocorre da seguinte forma, a energia descartada do ciclo Diesel do processo (5’-5) alimenta o processo isotérmico (a-b) de expansão do ciclo diferencial, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de compressão e resfriamento (3-4), partindo do ponto (b) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (b-c) de esfriamento, com transferência de calor para o regenerador e massa de gás para o outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (4-1) de aquecimento que ocorre simultaneamente e este é regenerativo, isto é, recebe o calor do regenerador, a partir do ponto (c), no final do processo isocórico (b-c) inicia-se um processo isotérmico (c-d) de compressão e resfriamento do ciclo

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6/9 diferencial, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de expansão e aquecimento (1-2), partindo do ponto (d) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (d-a) de aquecimento regenerativo com recebimento de massa de gás do outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (2-3) de resfriamento que ocorre simultaneamente, finalizando o ciclo diferencial (45) formado por dois processos isotérmicos de expansão e aquecimento, dois processos isotérmicos de compressão e resfriamento, dois processos isocóricos de resfriamento e dois processos isocóricos regenerativos, aquecimento, e em condições ideais, sem perdas, a energia entra por combustão no ciclo Diesel, indicado por (42), parte da energia descartada (44), alimenta por um processo adiabático um rotor de turbina (315), parte restante da energia descartada (43) do ciclo Diesel (41) alimenta o ciclo diferencial (45), a energia descartada do ciclo diferencial é, em caso ideal sem perdas, a energia total perdida, indicada por (46).
14) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo composto pela combinação de dois ciclos, um Diesel e outro diferencial-isotérmico-isocórico e com a união deles formam o ciclo combinado, onde o primeiro ciclo, o ciclo Diesel, com a integração de elementos mecânicos, rotores de turbinas e trocadores de calor, os processos se modificam de forma que o processo isocórico ganha características adiabáticas (5-2) e a etapa final do processo adiabático de expansão (4-5), obtém características isobáricas (5’-5).
15) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde a energia de entrada no sistema pela combustão (42), executa um processo de expansão isobárica (3-4).
16) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13,

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7/9 caracterizado por um processo onde após a expansão isobárica (3-4), a expansão prossegue ocorrendo um processo adiabático (4-5’), a partir deste ponto ocorre a transferência de calor para o trocador (319) gerando o segmento isobárico (5’-5) ou dependendo dos parâmetros de projeto ou regulação, este poderá ser isotérmico ou adiabático, ou variável assumindo propriedades de ambos dinamicamente.
17) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde após o processo de expansão adiabática, isotérmica ou isobárica (5’-5), a expansão prossegue, terminando a expansão com outro processo adiabático (5-2) junto ao rotor de turbina (315).
18) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde após o processo de expansão adiabática (5-2) junto ao rotor de turbina (315), ainda dentro do ciclo Diesel, ocorre outro processo adiabático, porém de compressão (2-3) finalizando o ciclo Diesel.
19) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde a energia canalizada para o motor de ciclo diferencial é definida pelo processo (5’-5) do ciclo Diesel indicado por (43).
20) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde a energia canalizada para o rotor de turbina (315) é definida pelo processo adiabático (5-2) indicado por (44).
21) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo tal que o ciclo diferencial (45) é acoplado,

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8/9 integrado ao ciclo Diesel, (41), de forma que o processo de descarte de energia (5’-5) do ciclo Diesel, é a energia de entrada do ciclo diferencial (45), e formam os processos isotérmicos de expansão (a-b) e (1-2), e todos os processos que formam o ciclo diferencial ocorrem sequencialmente porém, aos pares, isto é, sempre dois a dois.
22) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde juntamente ao processo isotérmico (a-b) de expansão do ciclo diferencial de uma de suas subcâmaras, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de compressão e resfriamento (3-4) da outra subcâmara do motor diferencial.
23) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde após os processos isotérmicos (a-b) e (34), partindo do ponto (b) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (b-c) de esfriamento, com transferência de calor para o regenerador e massa de gás para o outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (4-1) de aquecimento que ocorre simultaneamente e este é regenerativo, isto é, recebe o calor do regenerador.
24) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde após os processos (b-c) e (4-1), a partir do ponto (c) inicia-se um processo isotérmico (c-d) de compressão e resfriamento do ciclo diferencial, simultaneamente ocorre o processo isotérmico de expansão e aquecimento (1-2).
25) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo onde após os processos (c-d) e (1-2) partindo

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9/9 do ponto (d) do ciclo diferencial, ocorre um processo isocórico (d-a) de aquecimento regenerativo com recebimento de massa de gás do outro subsistema onde ocorre outro processo isocórico (2-3) de resfriamento que ocorre simultaneamente, finalizando o ciclo diferencial (45) formado por dois processos isotérmicos de expansão e aquecimento, dois processos isotérmicos de compressão e resfriamento, dois processos isocóricos de resfriamento e dois processos isocóricos regenerativos, aquecimento.
26) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR DE CICLO COMBINADO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por um processo que em condições ideais, sem perdas, a energia entra por combustão no ciclo Diesel, indicado por (42), parte da energia descartada (44), alimenta por um processo adiabático um rotor de turbina (315), parte restante da energia descartada (43) do ciclo Diesel (41) alimenta o ciclo diferencial (45), a energia descartada do ciclo diferencial é, em caso ideal sem perdas, a energia total perdida, indicada por (46).

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